带中心引擎的核心崩塌超新星动力学与观测特征:湍流动力学模拟与蒙特卡罗后处理
高能天体物理现象
2026-04-30 v4
摘要
嵌入扩张超新星 ejecta 中的持续存活的中心引擎可通过改变事件的动力学和观测特征,产生异常明亮、异常能量或快速演化的瞬态。我们使用二维湍流动力学模拟研究中心能源源的影响,变更能量注入的数量、率和各向同性。我们随后利用时依赖的蒙特卡罗辐射传输代码提取观测特征。引擎在 ejecta 中心挖掘出气泡,该气泡变得里奇泰尔-泰勒不稳定。足够强大的引擎能够穿透气泡边缘,加速、碎裂和组成混合整个 ejecta。引擎驱动的风的突破发生在 distinct 破裂点,向外喷发的高速气体可能最终产生射电辐射。引擎的动力学影响导致光度曲线更快上升,光子逸出通过 ejecta 更快的膨胀和低密度通道的开启得益。对于强引擎模型,光谱最初较热且特征单一,但随后演化为宽线Ic型超新星的光谱。在某些条件下,靠近 ejecta 中心的低速、离子化材料的线发射可能逸出,产生类似于相互作用型超新星中所见的窄线发射。我们讨论了引擎能量储备和注入率的变异如何导致一系列覆盖多个观测类的事件,包括快速蓝光瞬态、宽线Ic型超新星和超亮型超新星。
引用
@article{arxiv.2510.13741,
title = {Dynamics and observational signatures of core-collapse supernovae with central engines: hydrodynamics simulations with Monte Carlo post-processing},
author = {Kiran Eiden and Daniel Kasen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.13741},
year = {2026}
}
备注
Submitted to MNRAS; v2: updated affiliations; v3: accepted to MNRAS