超新星回落物质作为中子星自转与自旋-反冲对齐的起源
高能天体物理现象
2022-02-16 v2 高能物理 - 唯象学
摘要
诞生反冲与自转是中子星(NS)和黑洞(BH)的特征性质。二者都为恒星核坍缩与爆发过程中的动力学过程提供了宝贵线索。此外,它们影响恒星多体系统的演化以及来自其旋进与并合的引力波信号。可能对齐的自旋-反冲对齐的观测证据被解释为 NS 自转要么由 NS 反冲诱发,要么继承自前身星自转,因此后者可能在恒星坍缩期间发挥动力学重要作用。当前三维超新星模拟表明,NS 反冲在爆发的最初几秒内传递,主要通过各向异性质量抛射,其次通过各向异性中微子发射。相比之下,NS 自转仅在数分钟至数小时后由与回落物质相关的角动量决定,这些回落物质在超新星中未变得引力非束缚。在此,我们提出一种新情景,将自旋-反冲对齐解释为回落物质中切向涡流的后果,这些回落物质主要从 NS 运动方向吸积。对于这一效应,初始 NS 反冲至关重要,因为它产生 NS 远离爆发中心不断增长的偏移,从而促进单侧吸积。在这一新情景中,基于传统概念的结论被逆转。例如,不需要反冲前 NS 自转,且快速的前身星核自转会妨碍自旋-反冲对齐。我们还讨论了其对诞生 BH 反冲的启示,以及在 BH 形成过程中抛掷其自旋轴的可能性。
引用
@article{arxiv.2104.07493,
title = {Supernova Fallback as Origin of Neutron Star Spins and Spin-kick Alignment},
author = {H. -Thomas Janka and Annop Wongwathanarat and Michael Kramer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.07493},
year = {2022}
}
备注
38 pages, 9 figures, 1 table; includes new Sect.2 summarizing observations and new Fig. 8; considerably extended because of comments by referee and readers; accepted by ApJ