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相变诱导的原致密星坍缩及其对超新星爆发的影响

高能天体物理现象 2025-01-27 v2 核理论

摘要

强子-夸克相变可能在恒星核坍缩期间触发超新星爆发。然而,先前通过这种机制使濒死恒星爆发的尝试既有成功也有失败。我们系统地探索了具有恒定熵和轻子分数的模拟原致密星相变诱导坍缩的结果,使用了球对称广义相对论流体力学模拟和一系列受控的混合状态方程。我们的结果揭示了成功和失败的爆发对相变和夸克物质特性的定性依赖。释放的结合能 ΔEB\Delta E_B 的一小部分( ⁣0.04% ⁣ ⁣1%\sim\!0.04\%\!-\!1\%)转化为诊断爆发能量 Eexp,diagE_{\rm exp,diag},该值在黑洞形成附近饱和于  ⁣6×1051\sim\!6\times10^{51} erg。注意,我们的 Eexp,diagE_{\rm exp,diag} 代表了真实超新星模拟中最终爆发能量的上限。我们绘制了指示强子-夸克相变驱动的超新星爆发可能命运的相图,其中控制参数为起始密度、相变能隙和夸克物质声速。我们的发现可以指导进一步对相变驱动的核坍缩超新星的自洽研究,并有助于从未来的观测中识别强子-夸克相变诱导的 PCS 坍缩。

关键词

引用

@article{arxiv.2409.16189,
  title  = {Phase-transition-induced collapse of proto-compact stars and its implication for supernova explosions},
  author = {Xu-Run Huang and Shuai Zha and Ming-chung Chu and Evan P. O'Connor and Lie-Wen Chen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2409.16189},
  year   = {2025}
}

备注

9 pages, 5 figures. Accepted for publication in ApJ