中子星体黏滞的模拟。II. 球对称演化
广义相对论与量子宇宙学
2023-05-23 v2 高能天体物理现象
摘要
不同粒子种类间的非平衡反应是中子星体黏滞的主要贡献过程。本工作中，我们对三种体黏滞建模方法进行了数值比较：含反应粒子种类的多组分流体，以及基于 M"uller-Israel-Stewart 理论的两种体应力形式体系，即 Hiscock-Lindblom 与 Maxwell-Cattaneo 模型；其通量守恒形式在径向规范-极切片坐标与球对称下的推导见伴文。据我们所知，这是首次使用完整的 Hiscock-Lindblom 体黏滞模型模拟中子星。我们发现，对于小扰动以及当流体的非平衡状态方程仅依赖于一个独立粒子分数时，Hiscock-Lindblom 与 Maxwell-Cattaneo 模型是多组分流体的良好近似。对于多于一个独立粒子分数及大扰动的情形，体应力近似仍然有效但精度较低。此外，我们在体应力形式体系中纳入了由反应光度导致的能量损失。我们发现，体黏滞引起的能量损失对动力学的影响大于体应力或粒子组成变化本身。为本工作开发的新型一维广义相对论流体动力学代码 hydro-bulk-1D 已公开可用。
引用
@article{arxiv.2204.11810,
title = {Simulating bulk viscosity in neutron stars. II. Evolution in spherical symmetry},
author = {Giovanni Camelio and Lorenzo Gavassino and Marco Antonelli and Sebastiano Bernuzzi and Brynmor Haskell},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.11810},
year = {2023}
}
备注
23 pages, 16 figures, 3 appendices, 5 tables. Code published on zenodo with DOI:10.5281/zenodo.6478022