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恒星质量黑洞形成的通道

太阳与恒星天体物理 2025-05-27 v2 星系天体物理 高能天体物理现象 核理论

摘要

基于大量晚期三维核心坍缩超新星模拟,我们确定了恒星质量黑洞形成的四种通道。我们的通道1示例涉及低质量间隙及以上的黑洞形成,伴随高能超新星爆发。通道2示例涉及一次中等能量的超新星爆发,可能留下一个低质量间隙到约10太阳质量的黑洞,这类事件可能不易与形成中子星的“标准”超新星区分。通道3示例涉及一次中止的核心坍缩爆发,通常发生在低金属丰度前身星背景下,其残骸是一个质量可能高达约40太阳质量的黑洞,并可能伴随脉动对不稳定超新星(PPSN)。通道4是唯一的静默或“无声”情景,可能留下约5到15太阳质量的黑洞。在适当情况下,我们给出了56Ni产额、爆炸能量、估计的反冲速度和残余黑洞质量。前身星的质量密度和结合能分布系统地影响着最终结果。我们推测,这些通道的统计和普遍性不仅取决于仍在发展中的超新星理论,还取决于大质量恒星演化理论、双星相互作用、风质量损失、金属丰度和核态方程等遗留问题。重要的是,我们提出(但尚未证明)静默通道可能不是黑洞形成的主要方式。

关键词

引用

@article{arxiv.2412.07831,
  title  = {Channels of Stellar-mass Black Hole Formation},
  author = {Adam Burrows and Tianshu Wang and David Vartanyan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2412.07831},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted to the Astrophysical Journal