在高保真核心坍缩超新星模拟中探索本质三维现象
高能天体物理现象
2018-10-10 v1 太阳与恒星天体物理
摘要
驱动核心坍缩超新星（CCSNe）的物理机制细节仍不确定。尽管在 2D 详细 CCSN 机制模拟的定性结果上正形成共识，但高保真 3D 模拟直到最近才成为可能。在此我们呈现一组广泛的 3D CCSN 模拟结果，采用高保真多维中微子输运、高分辨率流体动力学和近似广义相对论引力。我们采用由 Modules for Experiments in Stellar Astrophysics（MESA；Farmer 等（2016），Paxton 等（2011, 2013, 2015, 2018））生成的最先进 20 太阳质量前身星，以及 Steiner 等（2013）的 SFHo 状态方程。虽然我们的 3D CCSN 模拟在核反弹后约 500ms 内均未爆炸，我们发现坍缩铁核周围 Si 和 O 壳层中的大尺度非球运动有助于激波膨胀并使模型更接近爆炸阈值。我们还发现对分辨率和几何（八分仪 vs. 完整 4）的一定依赖性。正如其他近期工作所指出的，我们发现激波后湍流在决定我们模拟的整体动力学演化中起重要作用。我们发现在激波退行时期的晚阶段发展出强的驻吸积激波不稳定性（SASI）。SASI 有助于瞬态激波膨胀阶段，但不足以导致激波复活。我们还报告，对于我们模拟的一个子集，我们找到了 Tamborra 等（2014）首次报道的 LESA 的确凿证据，但至今未被其他模拟代码证实。前身星非球性和 SASI 诱导的瞬态激波膨胀阶段均通过湍流运动对原中子星的扰动产生瞬态引力波和中微子信号调制。（节略）
引用
@article{arxiv.1807.07579,
title = {Exploring Fundamentally Three-dimensional Phenomena in High-fidelity Simulations of Core-collapse Supernovae},
author = {Evan O'Connor and Sean Couch},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.07579},
year = {2018}
}
备注
20 pages, 14 figures, 0 explosions, submitted to The Astrophysical Journal. Comments welcome