大质量恒星坍缩前氧壳层燃烧的壹、贰与叁维模拟
太阳与恒星天体物理
2019-08-14 v2 高能天体物理现象
摘要
我们对发生在核坍缩超新星大质量前身星深内部的对流氧壳层燃烧进行了二维（2D）和三维（3D）流体动力学模拟。使用一维（1D）恒星演化代码，我们首先计算了初始质量为9-40 的大质量恒星的演化。应用了四种不同的超冲参数，并在1D模型中得到了与先前工作相似的CO核质量趋势。选取十一个具有硅氧共存层的1D模型，我们进行2D流体动力学模拟，演化约100 s直至核坍缩开始。我们发现，在具有尺度为10 cm的Si/O层的模型中获得了具有大尺度涡旋且湍流马赫数0.1的对流，而大多数具有延伸至几 cm的扩展O/Si层的模型表现出较低的湍流速度。我们的结果表明，拥有厚Si/O层的前身星可为扰动辅助爆炸提供更有利的条件。我们对一个在2D模型中表现出大尺度对流的25 模型进行了3D模拟。该3D模型发展出与2D模型相似的大尺度（）对流，但湍流速度较低。通过估算3D模型的 neutrino 发射特性，我们指出，若在KamLAND和Hyper-Kamiokande中观测到事件率的时间调制，将为前超新星对流层的结构变化提供重要信息。
引用
@article{arxiv.1903.07811,
title = {One-, Two-, and Three-dimensional Simulations of Oxygen Shell Burning Just Before the Core-Collapse of Massive Stars},
author = {Takashi Yoshida and Tomoya Takiwaki and Kei Kotake and Koh Takahashi and Ko Nakamura and Hideyuki Umeda},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.07811},
year = {2019}
}
备注
25 pages, 17 figures, 2 tables. Accepted for publication in ApJ