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neutrino驱动的超级新星机械的爆炸判据

太阳与恒星天体物理 2025-07-30 v3 高能天体物理现象

摘要

大质量恒星在其演化末期经历铁心坍缩后,要么以成功的方式要么以失败的方式结束其生命。核心崩溃超级新星(CCSNe)的物理过程复杂,需要计算昂贵的模拟。因此,对这些模拟进行大规模、稠密采样的参数空间预测(例如用于群体综合研究)是不可行的。为此,我们提出了爆炸判据,通过评估核心崩溃初始时刻的星体结构变量来预测恒星的最终命运。这些判据基于约3900个异构星体 progenitor(单体、双星剥离和吸积星体)的半解析模型进行校准。在这些模型中,判据对半解析模型的准确性达到>99%。将这些判据测试于来自两个不同研究机构的29个三维CCSNe模拟结果上。此外,我们发现所有爆炸判据所需的proxy在碳氧(CO)核心质量MCOM_\mathrm{CO}作为函数时具有两个distinct峰值及其之间的谷谷,这些峰值分别对应于失败和成功的超级新星。随着金属丰度ZZ的变化以及双星质量转移中氢富包层移除的时机变化,CO核心质量的爆炸峰值会系统性地偏移。基于这些,我们确定了在MCOM_\mathrm{CO}ZZ上的临界值,定义了直接坍缩形成黑洞的窗口,并提出了一种基于MCOM_\mathrm{CO}ZZ的CCSNe配方,可用于快速双星群体综合和其他研究。我们的爆炸形式主义与Type~IIP、IIb/Ib和Ic超级新星 progenitor的观测相符,并通过直接黑洞形成部分解决了缺失的赤色巨型星问题。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.23856,
  title  = {Explodability criteria for the neutrino-driven supernova mechanism},
  author = {K. Maltsev and F. R. N. Schneider and I. Mandel and B. Mueller and A. Heger and F. K. Roepke and E. Laplace},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.23856},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted at A&A