旋转对不稳定超新星的多维模拟

我们通过执行旋转二维（"2.5-D"）流体动力学模拟，研究了旋转对对不稳定超新星（PISN）爆发的动力学、能量学及 Ni-56 产生的影响。我们利用恒星演化代码 MESA，计算了八个低金属丰度（Z = 10^-3, 10^-4 Zsun）、大质量（135-245 Msun）PISN 前驱星的演化过程，其初始表面旋转速度为临界开普勒值的 50%。我们考虑了包含与不包含磁场对角动量输运和化学混合的影响，从而分别得到慢速旋转和快速旋转的最终碳 - 氧核心。对于具有相同质量和化学分层结构的碳 - 氧核心，增加的旋转会导致能量较低的 PISN 爆发，并产生较少的 Ni-56，这是由于角动量势垒的形成延缓了动力学坍缩所致。我们发现，当旋转核心外缘形成更平滑的成分梯度时，Ni-56 的产量对旋转速度呈现出非单调依赖关系。在这些情况下，PISN 的能量学由两个因素的竞争决定：前驱星演化过程中旋转导致的核心外层化学混合程度，以及抵抗坍缩的角动量支撑的发展。我们提出的带有旋转的 2.5-D PISN 模拟是文献中首次展示的成果。它们揭示了爆发恒星多个区域内的流体动力学不稳定性，以及随着核心旋转速度增加而增强的爆发不对称性。