中文

脉动对不稳定超新星:引力坍缩、黑洞形成及之后

高能天体物理现象 2022-03-30 v2

摘要

我们通过二维流体动力学模拟研究了零龄主序质量为60、80和115M\mathrm{M}_\odot、铁核质量在2.37M\mathrm{M}_\odot至2.72M\mathrm{M}_\odot之间的旋转与非旋转脉动对不稳定超新星前身星的终极坍缩。使用带通量限制扩散的能量依赖三味中微子输运的广义相对论NADA-FLD代码,我们得以跟踪瞬态形成的中子星(NS)坍缩为黑洞(BH)之后的演化,所有情形下这发生在反弹后350-580 ms内。由于高中微子光度和平均能量,除快速旋转的60M\mathrm{M}_\odot模型外,所有情形中微子加热在反弹后\lesssim250 ms内导致激波复苏。在后一情形中,离心效应支撑了高10%的NS质量,但中微子光度和平均能量分别降低约20%和约10%,且与非旋转对应模型相比中微子加热率约降低为一半。BH形成后,中微子光度急剧下降,但因中微子和激波加热物质的非球对称吸积,在数百ms内持续低1-2个数量级,直到最终外层前身星壳的球对称坍缩将中微子发射抑制至可忽略值。在所有激波复苏模型中,BH吸积吞没了全部中微子加热物质,爆炸能在最迟几秒内从约1.5×\times1051^{51}erg的最大值降至零。尽管如此,激波或声脉冲向外传播并可能触发质量损失,我们用PROMETHEUS代码通过长时间模拟进行了估算。我们也提供了引力波信号。

关键词

引用

@article{arxiv.2112.09707,
  title  = {Pulsational pair-instability supernovae: gravitational collapse, black-hole formation, and beyond},
  author = {Ninoy Rahman and Hans-Thomas Janka and Georg Stockinger and Stan Woosley},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2112.09707},
  year   = {2022}
}

备注

Minor revisions for referee's comments; accepted by MNRAS