快速旋转核坍缩超新星的一种新千赫兹引力波特征

我们使用光滑粒子流体动力学代码 SPHYNX 和基于网格的流体动力学代码 FLASH，对旋转 $20M_\odot$ 前身星模型进行自洽的三维核坍缩超新星模拟，其初始角速度从 $0.0$ 到 $4.0$ rad s$^{-1}$ 不等。我们识别出两个强引力波特征，在反弹后前 $100$ ms 内峰值频率分别为 $\sim300$ Hz 和 $\sim1.3$ kHz。我们证明，无论模拟代码如何，这两个特征均与由低-$T/|W|$ 不稳定性诱发的原中子星（PNS）调制的 $m=1$ 形变相关。$300$ Hz 特征出现在初始角速度介于 $1.0$ 和 $4.0$ rad s$^{-1}$ 的模型中，而 $1.3$ kHz 特征仅出现在更窄的范围 $1.5$ 到 $3.5$ rad s$^{-1}$ 内。我们表明 $1.3$ kHz 信号源自 PNS 的高密度内核，且 $m=1$ 形变触发了电子反中微子的强不对称分布。除 $300$ Hz 和 $1.3$ kHz 特征外，我们在 $1.5$ 到 $3.5$ rad s$^{-1}$ 范围内还观测到一个来自高阶模式的较弱但明显的引力波特征。其峰值频率初始约 $800$ Hz，并逐渐增至 $900-1000$ Hz。因此，除引力反弹信号外，探测 $300$ Hz、$1.3$ kHz、高阶模式乃至相关的非对称中微子发射，可提供额外诊断以估计坍缩核的初始角速度。