快速旋转超大质量恒星坍缩： conformally flat 模拟

我们通过广义相对论中的 3+1 流体力学模拟方法，研究了快速旋转的相对论性超大质量恒星的引力坍缩情形。我们研究了角动量-质量之比 $q \equiv J/M^{2} \sim 1$（$J$ 为角动量，$M$ 为恒星的引力质量）的差分旋转超大质量恒星，从径向不稳定开始时 $R/M \sim 65$（$R$ 为恒星的周率）到 conformally flat 近似失效的阶段。我们发现，$q \gtrsim 1$ 的恒星坍缩形成的黑洞具有 $q \lesssim 1$，而 $q \gtrsim 1$ 的径向不稳定差分旋转恒星形成的黑洞则为 $q \lesssim 1$。导致 $q \gtrsim 1$ 黑洞形成受阻的主要原因是，相当大的角动量仍停留在恒星表面。我们还发现，大部分质量密度坍缩形成超大质量黑洞，几乎没有盘或杠桁。若不存在非轴对称变形，差分旋转超大质量恒星从径向不稳定开始的坍缩是激光干涉空间天文台（LISA）中脉冲和准正常模振动源的优势来源。