长时间 2D fallback 超nova 模拟：爆炸动力学与质量抛射的系统性调查

我们present了八组质量在 $60 M_\odot$ 至 $95 M_\odot$ 之间的零金属化前体的 fallback 模拟。这些模拟使用广义相对论 CoCoNuT-FMT 代码在黑洞形成后的前几个秒进行 2D 计算，然后映射到牛顿公式代码 Prometheus 进行持续模拟，直到冲击波脱出。所有模拟均产生成功的爆炸，最终能量范围为 $0.41 \times 10^{51}$ erg 至 $2.5 \times 10^{51}$ erg，黑洞质量范围为 $20.7 M_\odot$ 至 $34.4 M_\odot$。爆炸能量和残余质量并非随前体质量单调变化，但质量切割集中在氦核心的外缘。一个附加模型通过降低 neutrino 加热提供了 tentatively 的指示，即成功的爆炸需要冲击波在黑洞形成时到达 infall 揲 profile 中的 sonic 点。冲击波向表面的传播仅大约由 proposed shock invariants 捕获，但这些可能仍足以从演化前几个秒 extrapolate 最终的黑洞质量。我们还讨论了预测的 fallback 爆炸的多信使信号。ejecta 中中间质量和铁族元素丰富程度差异很大，且对更强大的爆炸不适用于。来自这些非常质量前体的低水平 neutrino 辐射在黑洞形成后可能在 Galactic 事件中被检测到。