旋转对核坍缩超新星三维流体动力学的影响

我们进行了一系列简化的数值实验，以探索旋转如何影响核坍缩超新星的三维（3D）流体动力学。为了进行系统研究，我们采用灯泡方案触发爆炸，并使用三味中微子泄漏方案来处理原中子星内部的去轻子化效应和中微子损失。使用一个 15 太阳质量的前身星，我们在 3D 中计算了三十个模型，涵盖了广泛的初始角动量和灯泡中微子光度。我们发现，对于初始角动量与近期恒星演化计算所得结果相匹配（中心处为 0.3-3 rad/s）的模型，旋转有助于中微子驱动爆炸的发生。对于具有更大初始角动量的模型，由于更大的离心力，激波表面变形为更扁的形状。这不仅使得增益区更集中于赤道平面，而且增加了增益区内的质量。结果，浮力气泡倾向于在赤道区域相干形成并上升，从而将复苏的激波推至更大的半径，直至触发全局爆炸。我们发现，这些是 3D 旋转模型中爆炸优先方向往往垂直于自转轴的主要原因，这与先前 2D 模拟中获得的沿轴极向爆炸形成了鲜明对比。