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将一维核心坍缩超新星推至爆炸:模型与SN 1987A

太阳与恒星天体物理 2016-08-08 v2 高能天体物理现象

摘要

我们报告一种名为 PUSH 的方法,用于在球对称下触发大质量恒星的核心坍缩超新星爆发。我们探索基本爆炸属性并校准 PUSH 以重现 SN1987A 的观测量。我们的模拟基于广义相对论流体动力学代码 AGILE,并结合了用于电子中微子的详细中微子输运方案 IDSA 以及用于μ子和τ子中微子的 ALS。为了在原本不爆炸的模拟中触发爆炸,我们依赖中微子驱动机制。PUSH 方法通过重中微子味沉积能量在增益区局部增加能量沉积。我们的设置允许我们在核反弹后模拟数秒的爆炸。我们探索 18-21M_{\odot} 的祖恒星范围。我们的研究揭示了高致密性(HC)与低致密性(LC)祖模型之间的区别,其中 LC 模型倾向于更早爆炸,爆炸能量更低,且遗迹质量更低。需要 HC 模型来获得约 1 Bethe 的爆炸能量,如 SN1987A 所观测。然而,所有具有足够高爆炸能量的模型都过量产生 56^{56}Ni。我们得出结论:需要回落(fallback)来重现观测到的核合成产额。5758^{57-58}Ni 的核合成产额敏感依赖于电子分数以及质量切割位置相对于祖恒星初始壳层结构。我们确定了一个祖恒星和一组合适的 PUSH 参数,在假设 0.1M_{\odot} 回落的情况下符合 SN1987A 的爆炸属性。我们预言一颗引力质量为 1.50M_{\odot} 的中子星。我们在所探索的祖模型中发现了爆炸属性与祖模型致密性之间的关联。然而,更完整的分析将需要利用 PUSH 探索更大的祖恒星集合。

关键词

引用

@article{arxiv.1501.02845,
  title  = {Pushing 1D CCSNe to explosions: model and SN 1987A},
  author = {A. Perego and M. Hempel and C. Fröhlich and K. Ebinger and M. Eichler and J. Casanova and M. Liebendoerfer and F. -K. Thielemann},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1501.02845},
  year   = {2016}
}

备注

revised version as accepted by ApJ (results unchanged, text modified for clarification, a few references added); 26 pages, 20 figures