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电子俘获超新星的流体动力学模拟:前身星与维度依赖性

高能天体物理现象 2022-06-14 v2

摘要

我们利用 \texttt{FLASH} 并采用新的二维(2D)坍缩前身星模型,给出了电子俘获超新星(ECSNe)的中微子输运流体动力学模拟。这些前身星模型的特点是模拟了氧火焰传播直至核心坍缩开始的二维过程。我们使用 6 个在坍缩时具有不同传播火焰前锋半径的前身星模型进行轴对称模拟。作为比较,我们还使用典型的球对称前身星模型 n8.8 以相同设置进行了模拟。我们发现,继承自恒星演化与火焰传播模拟的前身星模型差异并未显著改变中微子驱动 ECSN 爆发的全局性质,例如爆发能量(1.36\sim1.36-1.48×10501.48\times10^{50} erg)以及抛射物的质量(0.017\sim0.017-0.018M0.018M_\odot)和成分。由于二维火焰引起的非球对称扰动,抛射物含有少量(1.8×103 M\lesssim1.8\times10^{-3}~M_\odot)低-YeY_e (0.35<Ye<0.40.35<Y_e<0.4)成分。当模拟在 400\sim400 ms 结束时,采用新( n8.8)前身星模型得到的原中子星重子质量分别为 1.34 M\sim1.34~M_\odot(1.357 M\sim1.357~M_\odot),该差异源于前身星演化模拟中弱相互作用率的更新。我们的结果反映了含有强简并 ONeMg 核心的 ECSN 前身星的本质,并暗示了由 ONeMg 核心坍缩引发的标量化 ECSN 爆发。此外,我们进行了初步的三维模拟,发现爆发性质与二维情形相当一致。我们的论文有助于更深入理解 ONeMg 核心坍缩后的 ECSN 爆发,尽管仍需要更多三维模拟。

关键词

引用

@article{arxiv.2112.15257,
  title  = {Hydrodynamic Simulations of Electron-capture Supernovae: Progenitor and Dimension Dependence},
  author = {Shuai Zha and Evan P. O'Connor and Sean M. Couch and Shing-Chi Leung and Ken'ichi Nomoto},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2112.15257},
  year   = {2022}
}

备注

12 pages, 13 figures, progenitor models available at zenodo, https://doi.org/10.5281/zenodo.5748457, Accepted by MNRAS