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适者爆发:12至25 M$_{\odot}$核坍缩超新星的爆发

高能天体物理现象 2018-03-30 v3

摘要

我们给出使用FORNAX代码的二维轴对称核坍缩超新星模拟结果,涵盖12至25 M_{\odot}的九个前身星模型,并在20,000 km网格上演化。我们发现九个模型中有四个在电子与中子上的非弹性散射以及中微子-核子散射不透明度多体修正下发生爆发。我们表明这四个模型在其密度剖面中具有尖锐的Si-O界面,且相应的密度凹陷降低了停滞激波附近的吸积率并促使爆发。未爆发模型缺乏如此陡峭的特征,表明Si-O界面是爆发的一个关键。此外,我们表明所有未爆发模型均可通过宏观物理输入的适度改变(包括中等自转和坠入速度扰动)以及微观物理输入(包括中微子-核子相互作用率改变)而被推向爆发,表明所有模型或许都接近临界。爆发模型在我们模拟结束时的能量为几×\times1050^{50} erg,且仍在上升,表明需要在更大网格上并更长时间继续这些模拟以重现自然界中观测到的能量。我们发现爆发形态对爆发能量有贡献,更各向同性的抛射物产生更大的爆发能量。然而,我们未发现轻子数发射自维持不对称性(Lepton-number Emission Self-Sustained Asymmetry)的证据。最后,我们考察原中子星(PNS)性质并探讨维度在我们模拟中的作用。我们发现与一维相比,原中子星中的对流在二维下产生更大的PNS半径以及更强的“νμ\nu_\mu”光度。

关键词

引用

@article{arxiv.1801.08148,
  title  = {Revival of the Fittest: Exploding Core-Collapse Supernovae from 12 to 25 M$_{\odot}$},
  author = {David Vartanyan and Adam Burrows and David Radice and M. Aaron Skinner and Joshua Dolence},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1801.08148},
  year   = {2018}
}

备注

accepted by MNRAS March 2018