用于核坍缩超新星的新多维广义相对论中微子流体力学代码 II：核坍缩超新星的相对论爆炸模型
太阳与恒星天体物理
2015-06-04 v2
摘要
我们利用 CoCoNuT 流体力学代码结合用于能量依赖、三味中微子输运的 VERTEX 求解器，展示了恒星核坍缩和爆炸的首次二维广义相对论 (GR) 模拟；其中使用了扩展共形平坦条件来近似时空度规，并采用逐射线加 (ray-by-ray-plus) 假设来处理输运的多维性。对于所研究的 11.2 和 15 个太阳质量的前身星，我们都获得了成功的、尽管看似勉强的中微子驱动超新星爆炸。这一结果及模型的时间演化基本上与之前使用 PROMETHEUS 流体力学求解器（包括通过修正牛顿势对相对论效应的近似处理）获得的结果一致。然而，与牛顿和伪牛顿模拟相比，GR 模型在中微子球条件上表现出细微差异。这些差异导致辐射出的电子中微子和反电子中微子的光度及平均能量显著更高，从而在增益层中产生更大的能量沉积率和加热效率，这对强烈的非径向质量运动乃至最终爆炸具有有利后果。此外，通过重轻子中微子散射反应中的核子反冲，向中微子球周围恒星介质的能量转移也增强了上述效应。结合之前的伪牛顿模型，本文提出的相对论计算表明，引力和能量交换中微子相互作用的处理方式可在某些物理量上造成甚至 50-100% 的差异，并且很可能在不低于不同维度间流体力学差异的程度上，对最终成功的爆炸机制做出贡献。
引用
@article{arxiv.1202.0815,
title = {A New Multi-Dimensional General Relativistic Neutrino Hydrodynamics Code for Core-Collapse Supernovae II. Relativistic Explosion Models of Core-Collapse Supernovae},
author = {B. Mueller and H. -Th. Janka and A. Marek},
journal= {arXiv preprint arXiv:1202.0815},
year = {2015}
}
备注
24 pages, 18 figures; improved figures, revised discussion about the impact of neutrino rates, and other minor changes; accepted for publication in ApJ