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核心坍缩超新星中考虑快速中微子味转换的爆发核合成

高能天体物理现象 2023-01-04 v3 太阳与恒星天体物理

摘要

快速中微子味转换 (FFC) 是核心坍缩超新星 (CCSN) 理论中一个可能改变格局的因素。在本文中,我们以参数化方式将 FFC 与非对称中微子发射的效应一并纳入核合成计算,考察 FFC 对爆发核合成的影响。我们发现,对于比 Co 轻的元素,抛射物成分不受 FFC 的明显影响,而较重元素的成分受 FFC 影响。我们还发现 FFC 的作用随中微子发射的不对称度 (masym_{\rm asy}) 与中微子味混合程度的不同而变化。FFC 的影响对 masym_{\rm asy} 并非单调;与不采用 FFC 相比,较高 masym_{\rm asy} 下抛射物成分的变化增至最高约 10%\sim 10\%,而在非常大不对称中微子发射 (30%\gtrsim 30 \%) 时 FFC 对核合成几乎无影响。我们的结果表明,在大多数情况下 FFC 促进富中子抛射物的产生,尽管若反中微子转换比中微子转换更剧烈,它会使抛射物更富质子。解释这一趋势的关键要素是中微子吸收,其对核合成的影响可通过简单诊断量来量化。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.02106,
  title  = {Explosive nucleosynthesis with fast neutrino-flavor conversion in core-collapse supernovae},
  author = {Shin-ichiro Fujimoto and Hiroki Nagakura},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.02106},
  year   = {2023}
}

备注

7 pages, 6 figures, accepted for the publication in MNRAS