来自广义相对论快速旋转铁核坍缩的关联引力波与中微子信号
高能天体物理现象
2013-05-30 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们给出了一组新的旋转铁核坍缩的三维广义相对论流体力学模拟结果。我们假设八分体对称，重点关注轴对称坍缩、反弹、早期反弹后演化以及相关的引力波 (GW) 和中微子信号。我们采用了有限温度核状态方程、坍缩阶段的参数化电子俘获以及反弹后的多物种中微子泄漏方案。后者捕捉了退轻子化、中微子冷却和加热的重要效应，并能够对核反弹后早期演化中的中微子光度进行近似预测。我们考虑了12太阳质量和40太阳质量的前超新星模型，并系统研究了(i) 旋转、(ii) 前身星结构和 (iii) 反弹后中微子泄漏对动力学、GW 和中微子信号的影响。我们证明，快速旋转核坍缩的 GW 信号实际上与前身星质量和坍缩前结构无关。此外，我们表明，中微子泄漏对 GW 信号的影响仅在非旋转或慢速旋转模型中较强，在这些模型中，GW 发射不由内核动力学主导。在快速旋转的核中，离心变形内核的核反弹激发了新生原中子星的基本四极脉动模式。随之产生的全局振荡 (f~700-800 Hz) 导致了 GW 信号中的显著振荡以及反中微子和重轻子中微子上升光度中的相关强烈变化。我们在坍缩形成自转周期 <~ 2.5 ms 且转动能足以驱动超能核坍缩超新星爆发的原中子星的核中发现了这些特征。因此，核坍缩事件的 GW 与中微子联合观测能够为快速核旋转的存在与否提供强有力的证据。[节选]
引用
@article{arxiv.1204.0512,
title = {Correlated Gravitational Wave and Neutrino Signals from General-Relativistic Rapidly Rotating Iron Core Collapse},
author = {C. D. Ott and E. Abdikamalov and E. O'Connor and C. Reisswig and R. Haas and P. Kalmus and S. Drasco and A. Burrows and E. Schnetter},
journal= {arXiv preprint arXiv:1204.0512},
year = {2013}
}
备注
29 pages, 14 figures. Replaced with version matching published version