利用 RAMSES 的相对论扩展模拟伽马射线双星

伽马射线双星由一颗大质量恒星和一颗拥有高度相对论性星风的自转供能脉冲星组成。来自这两个天体的星风碰撞会产生激波结构，使粒子加速，从而产生观测到的高能辐射。我们研究了狭义相对论对碰撞星风区域结构和稳定性的影响，并强调了其与大质量恒星碰撞星风的区别。我们重点关注脉冲星星风洛伦兹因子增加时的演化，同时注意到当前的模拟无法达到预期的脉冲星星风洛伦兹因子数值，相差数个数量级。我们使用了高分辨率数值模拟，采用了我们开发的流体动力学代码 RAMSES 的相对论扩展版本。利用二维模拟，我们聚焦于双星附近的区域，忽略了轨道运动。我们使用了高达 16 的不同脉冲星星风洛伦兹因子值。我们发现了恒星风碰撞与伽马射线双星之间的解析标度关系，它们提供了接触间断的位置。激波的位置强烈依赖于洛伦兹因子，相对论性星风比基于非相对论模拟预期的更为准直。超过一定距离后，受激流体会加速至其初始速度并遵循绝热膨胀。我们为外推至更真实的脉冲星星风洛伦兹因子值提供了指导。我们将自适应网格细化代码 RAMSES 扩展到了相对论流体动力学领域。该代码适用于研究脉冲星星风云、伽马射线暴或相对论性喷流等天体物理对象，并将包含在 RAMSES 的下一个公开版本中。利用该代码，我们进行了伽马射线双星的模拟，突出了此类系统当前流体动力学模型的局限性和可能性。