超新星回落至磁星与螺旋桨驱动的超新星

我们探讨了在大质量恒星超新星期间，回落吸积到新生磁星上的过程。强磁场（~$10^{15}$ G）和短自转周期（~1-10 ms）对磁星如何与下落物质相互作用具有重要影响。在长自转周期、弱磁场和高吸积率的情况下，会有足够的物质被吸积以形成黑洞，这在高质量前身星中很常见。当 $B<5\times10^{14}$ G 时，吸积导致磁星自转极其迅速，从而发生三轴形变并产生引力波，但这仅持续约 50-200 秒，直到其坍缩为黑洞。相反，在短自转周期、强磁场和低吸积率的情况下，磁星处于“螺旋桨状态”，通过排出 incoming 物质而避免成为黑洞。这一过程使磁星自转减慢，因此只有在原中子星初始自转极快时才预期会产生引力波。即使磁星存活下来，它也至少吸积了约 0.3 倍太阳质量，因此我们预期在这些类型环境中诞生的磁星，其质量将大于通常与中子星相关的 1.4 倍太阳质量。螺旋桨机制将磁星中约 $10^{52}$ 尔格的自转能量转化为外流的动能，该外流在最初的约 10-30 秒内对向外的超新星抛射物产生激波加热。对于约 5 倍太阳质量的贫氢包层，这种能量会产生更亮、演化更快且具有高抛射速度约 $(1-3)\times10^4$ km/s 的超新星，并可能表现为宽线型 Ib/c 超新星。对于超过 10 倍太阳质量的富氢包层，其结果是一颗明亮的 IIP 型超新星，其平台光度约为 $10^{43}$ 尔格/秒，持续约 60-80 天的时间尺度。