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旋转超大质量恒星坍缩产生的强大爆发

高能天体物理现象 2024-08-22 v1 广义相对论与量子宇宙学

摘要

我们利用近似到碳的核燃烧和详细的状态方程,对旋转的超大质量恒星核心的坍缩进行了新的广义相对论流体动力学模拟。在我们研究的所有模型中,核燃烧产生的能量只起次要作用,导致形成黑洞,而没有核动力爆发。然而,对于旋转模型,与激波加热相关的恒星爆发是由黑洞形成后形成的环面驱动的。爆发能量高达超大质量恒星核心质量能量的10410^{-4}10551056\sim 10^{55}-10^{56} erg)。我们发现,即使增加前身星的旋转角动量,抛射物质量也饱和在初始恒星核心总质量的1%\sim 1\%左右。平均抛射速度也饱和在光速的20%\approx 20\%左右。因此,对于快速旋转的情况,抛射物动能大致与超大质量恒星核心的初始质量成正比。我们还进行了粘性流体动力学模拟,以探索残余环面的演化。尽管粘性加热驱动了来自环面的外流,但我们发现由于抛射物成分的速度较小(0.07c\approx 0.07c),其影响在动能方面是次要的。

关键词

引用

@article{arxiv.2408.11572,
  title  = {Powerful explosions from the collapse of rotating supermassive stars},
  author = {Sho Fujibayashi and Cédric Jockel and Kyohei Kawaguchi and Yuichiro Sekiguchi and Masaru Shibata},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2408.11572},
  year   = {2024}
}

备注

21 pages, 11 figures, submitted to ApJ