具有热核效应的旋转超大质量恒星的相对论性坍缩与爆炸
宇宙学与河外天体物理
2015-05-30 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们展示了使用二维广义相对论数值代码Nada对有无旋转的超大质量恒星坍缩的广义相对论模拟结果。该代码求解用BSSN形式写成的爱因斯坦方程以及采用高分辨率激波捕捉方案的广义相对论流体动力学方程。这些数值模拟使用包含气体压力效应以及以表格形式包含辐射和电子-正电子对效应的状态方程。我们还考虑了氢和氦燃烧释放的热核能效应。我们发现，质量为5×10^5太阳质量且初始金属丰度大于Z_{CNO}~0.007的天体，如果无旋转则会爆炸，而对于均匀旋转的天体，爆炸的阈值金属丰度降低至Z_{CNO}~0.001。对于质量~10^6太阳质量的恒星，热核爆炸的临界初始金属丰度增加。对于那些不爆炸的恒星，我们跟踪黑洞形成阶段之后的演化。我们计算了在这些天体引力坍缩过程中可能相关的若干过程的中微子能量损失率。对于坍缩成黑洞的模型，所有味的中微子和反中微子的峰值光度约为~10^55 erg/s。中微子辐射的总能量在坍缩成黑洞的模型中约为~10^56 erg，而在爆炸模型中约为~10^45-10^46 erg。
引用
@article{arxiv.1108.3090,
title = {Relativistic collapse and explosion of rotating supermassive stars with thermonuclear effects},
author = {Pedro J. Montero and Hans-Thomas Janka and Ewald Mueller},
journal= {arXiv preprint arXiv:1108.3090},
year = {2015}
}
备注
15 pages, 11 figures, accepted by ApJ; including more comparisons with previous works upon referee's request