电子俘获超新星中的流体动力学中子星反冲及其对蟹状超新星的启示
高能天体物理现象
2018-10-10 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
中子星（NS）在诞生时通常获得数百 km/s 的反冲。引力拖船机制可以将这些反冲解释为超新星（SN）爆发期间非对称质量抛射的结果。对伴有相关 NS 的 SN 遗迹的观测为这一流体动力学解释提供了支持，证实了如下预言：大部分爆发抛射物，特别是硅与铁族之间的化学元素，主要在相对于 NS 反冲方向的相反半球被抛出。在此，我们给出一组大型的二维和三维电子俘获 SN 爆发模拟，考虑介于约 3×10^49 erg 与约 1.6×10^50 erg 之间的爆发能量。我们发现，SN 激波在限定前身星 O-Ne-Mg 核的陡峭密度梯度中的快速加速，使得中微子加热物质的如此迅速膨胀成为可能，以至于中微子驱动对流的增长以高模球谐函数模式迅速冻结。由于抛射物相应的动量不对称性非常小，且快速膨胀抛射物的引力加速迅速减弱，NS 反冲速度至多仅为几 km/s。因此，O-Ne-Mg 核前身星的极低核紧致度有利于远低于蟹状脉冲星所测约 160 km/s 的流体动力学 NS 反冲。这意味着要么蟹状星云不是电子俘获 SN 的遗迹，而是低质量铁核前身星的遗迹，要么蟹状脉冲星不是由引力拖船机制加速，而是通过非流体动力学机制（例如各向异性中微子发射）获得其反冲。
引用
@article{arxiv.1802.05274,
title = {Hydrodynamical Neutron-star Kicks in Electron-capture Supernovae and Implications for the CRAB Supernova},
author = {Alexandra Gessner and Hans-Thomas Janka},
journal= {arXiv preprint arXiv:1802.05274},
year = {2018}
}
备注
23 pages, 9 figures; revised version accounting for referee and reader comments; accepted by ApJ