通过新代码（SACRA）模拟凝聚紧凑双星

我们报告了我们的新代码，名为SACRA（相对论天体物理中的紧凑物体模拟器），用于数值相对论模拟，其中实现了自适应网格细化算法。在该代码中，爱因斯坦方程在Baumgarte-Shapiro-Shibata-Nakamura形式中求解，使用第四阶有限差分，流体动力学方程则通过第三阶高分辨率中心方案求解。时间积分采用第四阶Runge-Kutta方案。为了测试该代码，我们对黑洞-黑洞、中子星-中子星（NS-NS）和黑洞-中子星（BH-NS）双星的合并进行了模拟，同时比较了合并后形成的黑洞的性质和这三种情况下的引力波形。对于黑洞-黑洞双星的模拟，我们采用了与Buonanno等人相同的初始条件并比较了数值结果。我们发现，结果合理一致，除了可能与选择的规范条件和数值方案的差异有关的轻微不一致。对于NS-NS双星，我们使用SACRA和Shibata之前的代码进行模拟，发现两个数值结果在最终结果和引力波形的定性特性上有合理的一致性。我们还发现，NS-NS双星的数值结果收敛相对较慢，再次认识到需要进行多分辨率和网格设置的长期数值模拟来验证结果。对于BH-NS双星，我们比较了数值结果与之前的结果，发现合并后形成的黑洞的引力波形和性质与我们的之前结果很好地一致，尽管合并后形成的盘质量小于总静质量的0.1%，这与之前的结果不一致。我们还首次报告了BH-NS双星的长期模拟（包含4个轨道）的数值结果。所有这些数值结果显示出收敛性，并且在启发阶段的时间耗费的外推数值结果与后牛顿预测具有合理的准确性。这些事实验证了SACRA的结果。