用于核坍缩超新星与56Ni产生的热炸弹爆炸参数化方案
高能天体物理现象
2022-11-30 v2 高能物理 - 唯象学
核理论
摘要
热炸弹是一种广泛使用的方法，用于人为触发核坍缩超新星（CCSNe）的爆炸，以确定其核合成或抛射物与遗迹性质。近来，其在球对称（1D）流体动力学模拟中的使用得出如下结果：若爆炸缓慢，即若CCSNe的爆炸机制在长时间尺度上释放爆炸能量，则相对于超新星1987A的观测估计，{56,57}Ni与44Ti被大量欠产。结论认为需要快速爆炸以匹配观测丰度，即爆炸机制必须在数十至约100 ms的时标上近乎瞬时地提供CCSN能量。该结果若成立，将不利于中微子加热机制，因其释放CCSN能量的时标为秒级。本文通过1D流体动力学模拟与核合成后处理表明，这些结论源于在热炸弹建模中忽略了恒星核在炸弹释放爆炸能量前的初始坍缩。我们证明，当纳入初始坍缩时，56Ni产额与能量注入时标间的反相关消失，甚至可逆转，即当坍缩进行至较小半径（类似于CCSNe中中微子加热发生处）时，较慢的爆炸产生更多56Ni。我们还表明热炸弹爆炸中的56Ni产生对所选质量切割敏感，且固定的质量层或固定体积的能量沉积仅引起次要差异。此外，我们提出了一种最合适的热炸弹设置。
引用
@article{arxiv.2209.10989,
title = {Parameterisations of thermal bomb explosions for core-collapse supernovae and 56Ni production},
author = {Liliya Imasheva and H. -Thomas Janka and Achim Weiss},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.10989},
year = {2022}
}
备注
24 pages, 12 figures; version accepted by MNRAS after minor revision