三维核心坍缩超新星模型的引力波：中等 progenitor 自转的影响
摘要
我们给出使用 Prometheus-Vertex 代码、采用能量依赖的三味中微子输运对 15 太阳质量 progenitor 所进行的三维超新星（SN）模拟的引力波（GW）发射预测。该 progenitor 取自包含磁场的恒星演化计算，其铁核比角动量较低（j_Fe <~ 10^{15} cm^2/s，中心角速度 ~0.2 rad/s），我们将其与无自转及人为增强自转（j_Fe <~ 2*10^{16} cm^2/s；中心角速度 ~0.5 rad/s）的模拟进行比较。我们的结果确认 SN 的时域 GW 信号是随机的，但具有确定性分量：低频（<~200 Hz）处由驻激波不稳定性（SASI）引起的质量运动产生特征模式，高频处与原中子星（PNS）表层的重力模振荡相关。激波后层的非径向质量运动以及 PNS 对流是 GW 发射的重要触发因素，其振幅随流体动力学流动的功率而缩放。GW 振幅并不随自转单调增加，而是与 SASI 活动强度明显相关。我们的慢自转模型因 SASI 活动较弱及激波后层与 PNS 中对流受抑制，比非自转模型 GW 发射更弱。相反，快自转模型在转向爆炸过程中展现出强大的 SASI 螺旋模，产生最高 GW 振幅，其低频发射峰从 ~80-100 Hz 明显漂移至 ~40-50 Hz。此迁移标志着激波膨胀，而未爆炸模型则呈现相反趋势。
引用
@article{arxiv.1810.07638,
title = {Gravitational waves from three-dimensional core-collapse supernova models: The impact of moderate progenitor rotation},
author = {H. Andresen and E. Müller and H. -Th. Janka and A. Summa and K. Gill and M. Zanolin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.07638},
year = {2019}
}
备注
Added new figure, figure 9. Updated figure 9, now figure 10. Modified the discussion of the proto-neutron star convection. Added a figure showing the average rotation rate as a function of radius. Added a section discussing where the low-frequency gravitational waves are generated, this information is visualized in figure 9. We also made some minor changes to the text and selected plots