核心坍缩超新星机理中的广义相对论效应

我们应用最近发展出的用于球对称、完全广义相对论(Lagrangian)水动力学和多组分有限扩散中子输运的代码，来考察广义相对论效应如何影响核心坍缩超新星中坍缩、碰撞及临界冲击波再加热阶段的水动力和输运过程。将使用广义相对论计算的模型与牛顿水动力学模型进行比较，发现广义相对论下从坍缩到碰撞所需的时间稍短，冲击波在回缩之前稍远地到达较大的半径。冲击波在其半径的二次准稳态上升后，在广义相对论模拟中显著更快地下降。冲击再加热阶段，采用广义相对论水动力学计算得到的核心坍缩结构从中心到停滞冲击波更紧凑。冲击波后物质的流入速度也增大了。比较还表明，在冲击再加热阶段，任何中子味道的辐射功率和均方能量在从牛顿转向广义相对论时都会增加，而从牛顿转向广义相对论输运时则会下降。后者导致的中子功率和均方能量下降幅度小于前者导致的增加，结果是，完全广义相对论模拟给出的中子功率更高且更硬的中子光谱，优于相同前坍缩模型的完全牛顿模拟。