失败超新星中质量抛射的物理模型

在大质量恒星的核心坍缩过程中，原中子星的形成伴随着以中微子形式发射的大量质能（$\sim 0.3 \, M_{\odot}$）。这种质能损失产生了一个向外传播的压力波，该压力波在恒星表面附近陡化为激波，可能为一次原本失败的超新星提供微弱瞬变现象的能量。我们解析地研究了这种由质量损失引起的波的产生与传播。启发式论证为向外传播的声脉冲中所含能量提供了准确估计。随后，我们建立了一个通用形式体系，在线性微扰理论中分析恒星对中心集中质量损失的响应。为建立直观理解，我们将此形式体系应用于多方恒星模型，发现与数值模拟和启发式论证在定性和定量上均吻合。我们还将结果应用于现实的前坍缩大质量恒星前身星（包括巨星和致密星）。我们关于声脉冲能量、激发半径及其在恒星包层中陡化的解析结果，与完全含时流体动力学模拟高度一致。我们表明，在声脉冲到达恒星光球层之前，光球层速度已达到当地声速的 $\sim 20-100 \%$，因此在恒星消失前，其有效温度可能已适度降低。我们的结果为失败超新星的物理性质和观测表现提供了重要约束。