超新星的长期引力波星震学：从核坍缩到反弹后20秒

我们使用星震学方法在质量为 9.6 $M_\odot$ 的长期核坍缩超新星模拟中计算引力波频率。该模拟自洽地包含了广义相对论下的中微子输运，并从核坍缩、反弹、爆炸到原中子星(PNSs)的冷却一直进行到反弹后 20 s。基于流体力学背景，我们通过流体和度规上的微扰分析计算 PNS 振荡的本征模。我们按节点数对方模进行分类，发现存在若干本征模。在 1 s 之前的早期阶段，存在约 0.5 kHz 的低频 g 模、约 1 kHz 的中频 f 模以及位于其上的高频 p 模。超过 1 s 后，g 模频率降得过低，而 p 模变得过高，无法被地面干涉仪探测。然而，f 模持续保持在 1 kHz。我们提出了一种针对上升模(由 g 模与 f 模混合而成)的新拟合公式，以反弹后时间为拟合参数。与先前的二次公式相比，我们的方法在长期模拟中给出了改进的结果。我们还利用 PNS 的引力质量与半径的组合来拟合频率。我们测试了三类拟合变量：紧致度、表面引力以及平均密度。我们给出了各模态的时间演化结果，以及每个公式在 0.2 至 1 s、4 s 和 20 s 三个不同区间的拟合结果。我们比较了各公式与本征模的偏差，以确定哪种拟合公式最优。总之，任一变量都能以相似程度较好地拟合本征模。详细比较这 3 个变量，以紧致度进行的拟合在其中略优。我们还发现，使用少于 1 s 的模拟数据进行的拟合无法外推至长期频率预测。