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用新的广义相对论玻尔兹曼中微子辐射流体力学代码模拟原中子星对流

高能天体物理现象 2023-02-14 v2

摘要

我们利用新开发的广义相对论玻尔兹曼中微子辐射-流体力学代码研究原中子星(PNS)对流。这是为后续更全面调查所做的试点研究。为此,我们从一维 PNS 冷却计算中取一个在反弹后 2.3 秒的 PNS 快照,并在轴对称下以二维运行模拟约 160ms\sim160\,\mathrm{ms}。原始 PNS 冷却计算完全忽略对流,且初始条件在对流上线性不稳定。我们在二维模拟中发现对流确实被引发,并在成熟后向内扩展。随后对流在 100ms\sim100\,\mathrm{ms} 内 settling 到准稳态,由负的 YeY_e 梯度维持,而该梯度又由中微子发射维持。与一维相比,它增强了所有种类中微子的光度和平均能量。利用玻尔兹曼求解器,我们分析了中微子快味转换(FFC)的可能发生。我们发现 FFC 可能发生在 YeY_e 较低的区域,且增长率可高达 101cm1\sim 10^{-1}\,{\mathrm{cm}^{-1}}

关键词

引用

@article{arxiv.2206.01673,
  title  = {Protoneutron Star Convection Simulated with a New General Relativistic Boltzmann Neutrino Radiation-Hydrodynamics Code},
  author = {Ryuichiro Akaho and Akira Harada and Hiroki Nagakura and Wakana Iwakami and Hirotada Okawa and Shun Furusawa and Hideo Matsufuru and Kohsuke Sumiyoshi and Shoichi Yamada},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2206.01673},
  year   = {2023}
}

备注

accepted to ApJ