利用CASTRO对核坍缩超新星中瑞利-泰勒混合的三维模拟

我们展示了三种不同15倍太阳质量超新星模型（零金属丰度、$10^{-4}$太阳金属丰度和太阳金属丰度）爆炸后流体动力学的多维模拟。我们追踪了瑞利-泰勒不稳定性（该不稳定性在爆炸后混合了恒星各层）的增长。模型以球对称爆炸初始化，扰动由网格种子引入。计算采用新的欧拉流体动力学代码CASTRO，在二维轴对称和三维笛卡尔坐标系中进行。与先前工作一致，我们发现瑞利-泰勒扰动在三维中比在二维中初始增长更快。随着瑞利-泰勒指状结构相互相互作用，三维中的混合程度高于二维，从而降低了局部阿特伍德数，并相对于二维减缓了三维中不稳定性的增长率。当混合停止时，只要瑞利-泰勒指状结构表现出显著相互作用，二维和三维模拟中混合区的宽度相似。我们的结果表明，对作为红巨星死亡的超新星的光变曲线和核合成的二维模拟，可以在远少于完整三维模拟所需的计算时间内捕捉到初始球对称爆炸的特征。然而，捕捉与球对称性的较大偏离需要显著扰动的爆炸。大尺度不对称性无法通过瑞利-泰勒结构的合并逆级联发展而来；它们必须源自初始爆炸中的不对称性。