超新星中微子对黑洞形成中 r 过程核合成的影响

具有广泛质量范围的恒星为中等至重质量元素提供了多种产生场所。质量 ≥ 8 M⊙ 的非常大质量恒星通过超新星爆炸结束其演化，超新星爆炸被认为是 r 过程核合成最可行的候选天体物理场所。如果超新星 r 过程的模型是正确的，那么核合成结果也可能对超新星爆炸的遗迹（即中子星或黑洞）构成重要约束。在非常大质量核心坍缩的情况下，认为会形成残留的恒星黑洞。由于黑洞的形成，来自中子化核心和中微子球的强烈中微子通量可能在 Kelvin-Helmholtz 冷却阶段突然停止。探索这种中微子通量截断的可观测后果是很有意思的。文献中最近有论证认为，甚至中微子质量也可以通过中微子喷射停止后变形中微子能谱的时间延迟（中微子截断效应）来确定。在这里，我们研究了 r 过程核合成对中微子截断效应的预期理论响应，以寻找该现象的另一个独立特征。我们发现，如果中微子截断发生在中微子驱动风中的膨胀物质脱离核统计平衡（NSE）的临界时间之后，则 r 过程产额会有敏感响应。如果截断发生在 r 过程期间，则 r 过程核合成产额变化最大。利用这一结果，结合未来对超新星中微子谱时间变化的探测，我们能够确定黑洞形成在超新星坍缩过程中发生的时刻。