旋转黑洞的潮汐破坏：基于牛顿代码的相对论流体动力学

我们提出一种近似方法，用于研究旋转大质量黑洞对恒星潮汐破坏的相对论情形。它将对固定弯曲时空中的测试流体流体动力学演化的精确相对论描述与流体自引力的牛顿处理相结合。针对Kerr时空，使用两种不同的坐标系推导了运动方程的显式表达式。我们在现有的牛顿平滑粒子流体动力学代码中实现了这一新方法，并表明加入额外物理所需的额外计算成本很小。我们通过首先测试其恢复测地运动的能力，然后通过将潮汐破坏模拟结果与先前的相对论研究进行比较，仔细探讨了该新方法的有效性。我们进一步比较了Boyer--Lindquist和Kerr--Schild坐标下的模拟，得出结论：我们的方法甚至能够准确模拟恒星深入穿透旋转黑洞潮汐半径内部的潮汐破坏事件。最后，我们使用新方法研究黑洞自旋对潮汐破坏产生的碎片流形态和回落率的影响，发现虽然自旋对回落率影响很小，但它深刻印刻在流形态上，甚至可以是恒星自身存活或破坏的决定因素。我们的方法被详细讨论，以作为未来天体物理应用的参考。