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双星白矮星合并高分辨率网格模拟中的核心碳点火而非双爆轰

太阳与恒星天体物理 2020-08-26 v1 高能天体物理现象 计算物理 流体动力学 等离子体物理

摘要

我们研究了大质量双星白矮星系统合并的剧烈阶段。我们的目标是刻画发生爆燃的条件,并确认Ia型超新星的一种可能爆炸机制。我们模型系统的主星成分为碳氧(C/O)白矮星,而伴星由C/O或纯氦构成。我们在初始条件中以自洽方式考虑潮汐效应,并考虑初始充分分离且旋进速率缓慢的系统。我们使用自适应网格细化、反应性欧拉代码在三维中研究合并演化,并假设轨道平面对称。我们采用共转参考系以最小化数值扩散效应,并使用多重网格方法求解自引力。我们在具有大质量主星的C/O合并中发现一种新颖的爆轰机制。此处爆轰发生在主星核心,并依赖于潮汐加热、吸积加热和核燃烧自加热的共同作用。爆炸结构在组成上呈分层状,在致密抛射物表面形成反向激波。此类激波的存在尚未见于其他报道。爆炸能量(1.6×10511.6\times 10^{51} erg)和56^{56}Ni质量(0.86 M_\odot)与光度分布亮端的Ia型超新星一致,其近似衰减率为Δm15(B)0.99\Delta m_{15}(B)\approx 0.99。我们的研究不支持在0.6 M_\odot氦伴星与0.9 M_\odot主星系统情况下的双爆轰情景。尽管吸积的氦发生爆轰,但它未能在边界层底部或主星核心点燃碳。

关键词

引用

@article{arxiv.1611.05730,
  title  = {No double detonations but core carbon ignitions in high-resolution, grid-based simulations of binary white dwarf mergers},
  author = {D. Fenn and T. Plewa and A. Gawryszczak},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1611.05730},
  year   = {2020}
}

备注

22 pages, version as published