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吸积诱导坍缩后快速旋转白矮星的磁驱动爆炸

天体物理学 2009-11-13 v2

摘要

我们展示了快速旋转白矮星吸积诱导坍缩(AIC)的二维多群流限扩散磁流体动力学(MHD)模拟。我们重点关注毫秒周期原中子星形成后 MHD 过程的动力学作用。我们发现,包含磁场和应力可导致能量达几个 Bethe 的强烈爆炸,而非至多 0.1 Bethe 的弱爆炸;相应的抛射物质量约为 0.1Msun,而非几千分之几 Msun。核心在反弹后 500ms 内自转减慢约 30%,从核心提取的旋转能转化为磁能,产生强烈的磁驱动星风,而非微弱的中微子驱动星风。在此星风占主导期间,抛射物的重子负载阻止其成为相对论性的。这表明,在原中子星早期阶段,此类 AIC 不太可能产生伽马射线暴(GRB),除非发生极不可能的事件,即大质量白矮星具有足够质量导致黑洞形成。此外,我们预测56^{56}Ni 的产量可忽略不计(这将导致光学暗、绝热冷却的爆炸),并抛射出电子丰度为 0.1-0.2 的 0.1Msun 物质。这种富中子核的污染对此类 AIC 的可能发生率提出了严格限制。此外,由于不受“回落”影响,这些高度磁化的毫秒周期原中子星日后可能成为磁星,且磁驱动星风日后可能转变为坡印廷通量主导的相对论星风,最终在宇宙学距离上被探测为 GRB。然而,AIC 预期的低事件率将限制它们充其量只是 GRB 和/或磁星前身星的一小部分。

关键词

引用

@article{arxiv.0705.3678,
  title  = {Magnetically-driven explosions of rapidly-rotating white dwarfs following Accretion-Induced Collapse},
  author = {Luc Dessart and Adam Burrows and Eli Livne and Christian Ott},
  journal= {arXiv preprint arXiv:0705.3678},
  year   = {2009}
}

备注

16 pages, 8 figures, paper accepted to ApJ; High resolution version available at http://hermes.as.arizona.edu/~luc/aic_mhd/aic_mhd.html