天体物理环境中成功氦 detonations 的条件

Cole Holcomb; James Guillochon; Fabio De Colle; Enrico Ramirez-Ruiz

doi:10.1088/0004-637X/771/1/14

天体物理环境中成功氦 detonations 的条件

高能天体物理现象 2013-06-13 v2 太阳与恒星天体物理

作者: Cole Holcomb , James Guillochon , Fabio De Colle , Enrico Ramirez-Ruiz

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摘要

几类 Ia 型超新星事件模型依赖于由核反应驱动的自持 detonation。在缺乏氢的情况下，驱动这些 detonations 的燃料通常由纯氦 (He) 或碳氧 (C/O) 混合物组成。已有研究系统确定了在 C/O 物质中引发 detonations 所需的条件，但迄今为止尚未对 He 物质进行类似的调查。我们在多种初始密度和温度组合下执行了一维反应流体动力学模拟，发现引发 He detonations 的临界长度尺度范围为 1 - $10^{10}$ cm。Chapman-Jouguet (CJ) 形式体系提供了稳态 detonations 中燃料完全消耗所涉长度尺度的简单估计。我们的引发长度始终比相应的 CJ 长度尺度小约 $\Sim 100$ 倍，这使得热核爆炸可能在更广泛的小质量白矮星 (WDs) 中发生，超出了此前认为的可能性。我们发现，质量低至 0.24 $M_\odot$ 的维里化 WDs 即可被引爆，如果其大部分质量被提升至更高的绝热线，甚至质量更小的 WDs 也能被引爆。引发长度小于 CJ 长度意味着某些系统可能在 detonation 穿越天体所需的时间内无法达到核统计平衡。为支持这一假设，我们证明了不完全燃烧将发生在大多数 He WD detonations 中，且对于许多此类事件，主要燃烧产物是 $^{40}$ Ca、 $^{44}$ Ti 或 $^{48}$ Cr，而非 $^{56}$ Ni。我们预期……

关键词

氦 detonations Ia 型超新星白矮星反应流体动力学 Chapman-Jouguet 形式体系核燃烧热核爆炸

引用

@article{arxiv.1302.6235,
  title  = {Conditions For Successful Helium Detonations In Astrophysical Environments},
  author = {Cole Holcomb and James Guillochon and Fabio De Colle and Enrico Ramirez-Ruiz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1302.6235},
  year   = {2013}
}

备注

9 pages, 8 figures. Accepted for publication in the Astrophysical Journal

天体物理环境中成功氦 detonations 的条件

摘要

关键词

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