15倍太阳质量恒星引力坍缩的三维磁流体动力学模拟

我们详细介绍了新开发的两种不同的三维磁流体动力学代码。其中一个代码是在牛顿极限（NMHD）下编写的，另一个是完全广义相对论代码（GRMHD）。两个代码都采用了自适应网格细化，在GRMHD中，度规使用目前已知最稳定的“Baumgarte-Shapiro-Shibata-Nakamura”形式进行演化。我们进行了若干测试问题，作为第一个实际测试，我们计算了一颗$15M_\odot$恒星的引力坍缩。从我们的计算中发现的主要特征有：（1）在强磁化模型中，从原中子星驱动的高速双极外流沿旋转轴运动；（2）出现由低$|T/W|$不稳定性引起的单臂螺旋结构；（3）通过比较GRMHD和NMHD模型，由于更强的引力效应，GRMHD模型中的最大密度增加了约$\sim30$。这些特征与先前的研究非常吻合，因此我们的代码对于大质量恒星引力坍缩的数值模拟是可靠的。