模拟与观测核坍缩超新星的爆炸能量比较

目前已有约 20 个爆炸的多维核坍缩超新星（CCSN）模拟。然而，这些模拟的爆炸能量为几乘以 $10^{50}$ erg，而非 $10^{51}$ erg。在本文中，我们比较了这些模拟的推断爆炸能量与 38 个 SN~IIP 观测的爆炸能量。假设对数正态分布，观测的均值爆炸能量为 $\mu_{\rm obs} = -0.13\pm 0.05$（$\log_{10}(E/10^{51}\, {\rm erg})$），宽度为 $\sigma_{\rm obs} = 0.21^{+0.05}_{-0.04}$。仅有三个 CCSN 代码拥有足够多的模拟可与观测比较：CHIMERA、CoCoNuT-FMT 和 FORNAX。目前 FORNAX 拥有最大的模拟样本。二维 FORNAX 模拟显示出爆炸能量与前身星质量之间的相关性，从线性到二次不等，$E_{\rm sim} \propto M^{1-2}$；该相关性符合由观测得出的推断。此外，我们推断观测与模拟爆炸能量之比 $\Delta=\log_{10}(E_{\rm obs}/E_{\rm sim})$。对于 CHIMERA 集合，$\Delta=0.33\pm0.06$；对于 CoCoNuT-FMT，$\Delta=0.62\pm0.05$；对于 FORNAX2D，$\Delta=0.73\pm0.05$；对于 FORNAX3D，$\Delta=0.95\pm0.06$。平均而言，模拟的能量低于由观测推断的能量（$\Delta \approx 0.7$），但我们也注意到模拟之间的差异（max($\Delta$)−min($\Delta$) $\approx 0.6$）与此平均偏移量相当。这表明对模拟的进一步改进可解决该差异。此外，模拟与观测均存在严重偏差。在此初步比较中，我们对这些偏差进行了建模，但为更可靠地比较爆炸能量，我们建议采用策略来消除模拟与观测双方的偏差。