引力场中的低能爆炸：对亚能量超新星与快速 X 射线暂现源的意义

观测与理论表明，核坍缩超新星可跨越一系列爆炸能量，当亚能量时，引发爆炸的激波可减速至与前身星逃逸速度相当的速度。在这些情况下，引力将使爆炸流体动力学复杂化，并可能使激波在前身星内部大半径处停滞。为理解弱爆炸的这些独特性质，我们发展了一种微扰方法，用于建模初始强激波在致密天体引力场中向时间稳态下落介质的 propagation。该方法将激波位置及激波后速度、密度和压强写为（时间依赖的）自由落体速度与激波速度之比的级数解，并预言若爆炸能量低于临界值，激波将在前身星内停滞。我们表明，我们的模型与流体动力学模拟非常吻合，并准确预言（例如）时间依赖的激波位置与速度以及激波停滞半径。我们的结果对黑洞形成与新探测到的快速 X 射线暂现源（FXTs）类有启示。特别地，我们提出“幻影激波突破”——恒星外缘穿过停滞激波——可产生 X 射线爆发而无后续光学/UV 特征，类似于 FXTs。该模型预言 X 射线爆发的上升时间 $t_{\rm d}$ 与平均光子能量 $kT$ 反相关，近似为 $T \propto t_{\rm d}^{-5/8}$。