广义相对论三维模拟中由中微子加热支撑的磁旋转大质量星爆发
高能天体物理现象
2020-06-24 v2
摘要
我们给出了在完整广义相对论(GR)下带谱中微子输运的核坍缩超新星三维(3D)辐射磁流体力学(MHD)模拟结果。为研究前身星自转与磁场的效应,我们计算了三个模型,其中将坍缩前的自转速率与磁场以参数化方式加入一颗 20 M 的星。在我们的两个无磁模型模拟时间内(回弹后约 500 ms)未发现激波复活,而在快速自转且强磁化的模型中,磁旋转(MR)驱动的激波膨胀在回弹后立即启动。我们表明,MR 驱动流朝向极区的膨胀主要由磁压驱动,而朝向赤道方向的激波膨胀由中微子加热支撑。我们的详细分析指出,所谓扭结不稳定性的增长可能阻碍喷流的准直,导致更宽 outflows 的形成。此外,我们仅在 MR 爆发模型中发现了轻子数的偶极发射,其不对称性与其爆发形态一致。虽类似于轻子数发射自维持不对称性(LESA),我们的分析表明该偶极发射并非来自原中子星对流区,而是来自中微子球上方,说明其与 LESA 无关。我们还报告了若干独特的中微子特征,其显著依赖于时间与观测角,若被观测到,可能提供关于 MR 驱动爆发起始的丰富信息。
引用
@article{arxiv.2003.02004,
title = {Magnetorotational Explosion of A Massive Star Supported by Neutrino Heating in General Relativistic Three Dimensional Simulations},
author = {Takami Kuroda and Almudena Arcones and Tomoya Takiwaki and Kei Kotake},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.02004},
year = {2020}
}
备注
19 pages, 14 figures, accepted for publication in the ApJ