全广义相对论下恒星级黑洞周围大质量吸积盘的黏性演化

我们对质量 $M_{\rm BH}=4$、$6$ 和 $10M_\odot$、初始无量纲自旋 $\chi \approx 0.8$ 的 spinning 恒星级黑洞周围大质量吸积盘进行了全广义相对论下的长期黏性中微子辐射流体动力学模拟。初始吸积盘质量取为 $M_{\rm disk}\approx 0.1$ 或 $3M_\odot$，分别作为黑洞-中子星并合遗迹或快速自转前身星恒星核坍缩的 plausible 模型。对于外盘边缘初始位于 $r_{\rm out} \sim 200$ km 的 $M_{\rm disk} \approx 0.1M_\odot$ 情形，我们发现如先前研究所示，有 $15$%-$20$% 的 $M_{\rm disk}$ 被抛射，抛射物平均电子分数为 $\langle Y_e \rangle = 0.30$-$0.35$。对于 $M_{\rm disk} \approx 3M_\odot$，我们发现当 $r_{\rm out}\approx 200$-$1000$ km 时有 $\approx 10$%-$20$% 的 $M_{\rm disk}$ 被抛射。此外，由于在高中微子光度下吸积盘长期黏性膨胀直至质量抛射发生期间电子分数显著增大，$\langle Y_e \rangle$ 可增强至 $\gtrsim 0.4$。我们的结果表明，从恒星级黑洞周围大质量环 torus 抛出的物质中合成的并非重 $r$ 过程元素，而是轻于铁的元素。我们还发现，高质量吸积盘情形的黏性演化结果由一个快速自转黑洞与窄漏斗状环 torus 组成，这似乎适于产生伽马射线暴。