相对论性剪切流的辐射流体力学

我们提出了一种方法，用于分析在许多天体物理情形下可能出现的强烈相对论性剪切区域中辐射与物质的相互作用。我们展示了一种简单速度剖面，它应出现在已“遗忘”其边界条件的大剪切区域中；我们利用这一自相似速度剖面，从流体内任意共动点出发构造最后散射面（即 $\tau \simeq 1$ 面）。我们证明，对该 $\tau \simeq 1$ 面的散射进行简单处理可精确守恒光子数，并推导出由于流中存在的剪切而导致辐射场被加热的速率。我们计算了共动辐射能量-动量张量的分量，并表明它们具有相对简单的近似形式，在黏性（小剪切）与流束（大剪切）极限之间插值。我们将能量-动量张量的表达式写成协变形式，该形式不依赖于流体内部的显式速度剖面，因此代表了一种分析一般、辐射主导的相对论性剪切流的自然手段。