大质量恒星中的回落与黑洞产生

核心坍缩超新星的致密残骸——中子星和黑洞——其性质既反映了其恒星前身星的结构，也反映了爆炸的物理过程。特别是，这些残骸的质量对超新星前星的密度结构和爆炸能量非常敏感。在很大程度上，最终质量由爆炸过程中最初向外运动但最终未能逃逸的物质“回落”所决定。我们在此考虑了大量的族I（太阳金属丰度）和族III（零金属丰度）大质量恒星（10至100太阳质量）的模拟爆炸，并发现了残骸质量分布的系统性差异。正如Chevalier（1989）所指出的，更致密的前身星中的超新星具有更强的反向激波并经历更多的回落。对于质量约25太阳质量以上且爆炸能量小于1.5 × 10^51尔格的族III恒星，黑洞是常见结果，其质量随主序星质量的增加而单调增加，最大黑洞质量约为35太阳质量。然而，如果这些恒星产生初级氮，它们的黑洞会系统地变小。对于接近太阳金属丰度的现代超新星，黑洞的产生频率要低得多，且典型质量较小，这敏感地依赖于爆炸能量。我们探讨了两类族群的恒星中子星初始质量函数，并针对爆炸初始质量切割的合理假设，发现与观测到的双星中中子星的平均质量吻合良好。我们还发现了中子星质量双峰分布的证据，一个峰在1.2太阳质量（引力质量）附近，另一个更宽的分布峰值在1.4太阳质量附近。