He 星形成黑洞
太阳与恒星天体物理
2026-03-25 v1 高能天体物理现象
摘要
巨型 He 星是 type Ib/c 超nova (SN) 前体的潜在候选者。理解它们的最终命运是天体物理学中的关键议题。本文中，我们研究了初始质量从 5 太阳质量到 65 太阳质量的 He 星的演化，重点关注超星际前核心结构，以评估它们的可爆发性。我们的模拟结果表明，最终核心结构由 CO 核心质量和核心 He 燃烧结束时中心 12C 质量分数决定，这会影响中心 C 燃烧的性质以及对流壳的位置。最后一次对流 C 燃烧壳的位置决定了 C-free 核心的质量，从而约束了铁核心的质量和紧凑性。我们发现，最终紧凑性和铁核心质量随初始质量呈非单调行为，表明中子星和黑洞形成之间的边界并非简单的质量阈值。这是由于核心 C/Ne 燃烧变为 neutrino 支配，导致更强的核心收缩，从而增加铁核心质量和最终紧凑性。相比之下，较早的核心 Ne/O/Si 点燃和壳层合并抑制了核心收缩，从而降低了铁核心质量和最终紧凑性。我们还讨论了金属丰度和溢出对超星际核心结构的影响。这些因素可能影响前体的可爆发性。
引用
@article{arxiv.2603.22019,
title = {Formation of black holes from He stars},
author = {Gang Long and Bo Wang and Philipp Podsiadlowski and Dongdong Liu and Yunlang Guo and Shuai Zha and Hanfeng Song and Zhanwen Han},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.22019},
year = {2026}
}