电子俘获超新星能否产生中子星？氧爆燃的首次多维流体动力学模拟

在经典图像中，电子俘获超新星和氧氖白矮星（ONeWDs）的吸积诱导坍缩在引力坍缩产生中子星（NS）之前经历一个氧爆燃阶段。这类核心坍缩事件被假定用于解释若干天文现象。本工作中，首次使用多维流体动力学模拟爆燃阶段，旨在获得对 $8-10~M_\odot$ 恒星和从双星伴星吸积物质的ONeWDs爆炸性死亡的新认识。主要目的是确定这些事件是热核还是核心坍缩超新星爆炸，从而确定NS是否由此类现象形成。爆燃在具有三种不同中心点火密度的ONe核中模拟。中等密度情况或许最为现实，其基于最近的核物理计算和1D恒星模型。本工作展示的3D流体动力学模拟从中心受限的火焰结构开始，使用基于水平集的火焰方法，并在 $256^3$ 和 $512^3$ 数值分辨率下执行。在中等和低点火密度的模拟中，核似乎并未坍缩成NS。相反，几乎一个太阳质量的物质从核中脱离束缚，留下束缚遗迹。这些模拟代表了爆燃前电子俘获阶段半对流混合低效的情况。当状态方程（EoS）中包含库仑修正时，束缚遗迹的质量翻倍，但它们仍不超过有效钱德拉塞卡质量，因此不会坍缩成NS。具有最高点火密度（$\log_{10}\rho_{\rm c}=10.3$）的模拟（代表半对流混合非常高效的情况）显示出核心将坍缩成NS的明确迹象。