I型X射线暴中的超爱丁顿风

我们展示了半径膨胀I型X射线暴中球对称超爱丁顿风的水动力学模拟。先前研究假设稳态风并将质量损失率作为自由参数。使用MESA，我们追踪了多区时间依赖的燃烧、暴升期间的 atmosphere 对流与辐射加热，以及当光球向外膨胀至半径 $r_{\rm ph} \gtrsim 100\text{ km}$ 时光学厚辐射驱动风的启动与演化。我们聚焦于吸积纯氦的中子星（NS），并研究一系列点火深度下的暴。我们发现风抛射出约0.2%的吸积层，几乎与点火深度无关。这意味着约30%的核能量释放被用于从中子星表面解束缚物质。我们表明核燃烧灰分被风抛射，并在点火柱深度 $\gtrsim 10^9\text{ g cm}^{-2}$ 的暴中主导风的物质组成。抛射物主要由质量数 $A> 40$ 的元素组成，我们发现这应在暴光谱上留下光电离边缘的印记。强半径膨胀暴的光谱中已报道过重元素边缘的证据。我们发现，在约 $1\text{ s}$ 后，风的物质组成从主要轻元素（$^4$He与$^{12}$C，位于大气顶层）转变为主要重元素（$A>40$，位于更深层）。这或可解释为何所有超膨胀暴的光球半径在约 $1\text{ s}$ 后均显示出从超膨胀（$r_{\rm ph}>10^3\text{ km}$）到中等膨胀（$r_{\rm ph}\sim 50\text{ km}$）的过渡。