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核坍缩超新星早期引力波中的对流特征

高能天体物理现象 2026-01-28 v2 广义相对论与量子宇宙学

摘要

核坍缩超新星爆发发出的引力波是提取关于前身星及系统反弹后演化的动力学和性质信息的关键观测量。它们是当前干涉仪搜索的首要目标,也代表了下一代干涉仪能力的一个关键里程碑。本研究旨在表征与即时恒星对流相关的引力波形如何依赖于前身星的转动速率和磁场拓扑。我们对一颗 16.5M16.5\,\mathrm{M}_\odot 红超巨星进行了一系列具有五种初始磁场构型和不同程度初始转动的轴对称模拟。然后,我们使用集合经验模态分解以及频谱和傅里叶分析,分析了早期对流和原中子星核对波形的贡献,以促进结果的比较与解释。我们的模拟显示,早期反弹后引力波信号由前六个本征模函数主导,转动和磁场引起的变化会影响信号强度。强磁场减慢核转动,影响模激发。无论初始转动如何,对流始终驱动一个贯穿整个演化的低频模。此外,我们的结果表明,反弹信号并不始终是波形中最强的成分。相反,我们发现即时对流产生了幅度相当甚至更大的反弹后信号。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.16903,
  title  = {Convection signatures in early-time gravitational waves from core-collapse supernovae},
  author = {Marco Cusinato and Martin Obergaulinger and Miguel-Ángel Aloy},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.16903},
  year   = {2026}
}

备注

17 pages, 11 figures, 4 tables