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超新星:可压缩流体物理学中的一个复杂性实例

流体动力学 2019-12-04 v1 宇宙学与河外天体物理

摘要

超新星是流体力学中典型的复杂现象,具有非常不同的时间尺度。我们以突变理论的观点描述它们,假设压力与引力之间的连续平衡呈现鞍结分岔。在早期阶段,我们表明平衡的丧失可以用Painlevé I形式的通用方程描述。在坍缩的最后阶段,恰好在中心密度发散之前,我们表明存在一个与数值观测相容的自相似坍缩解,这要求引力强于压力。这种情况在原理上与通常认为的压力和引力同阶的假设截然不同。我们新的自相似解(基于引力主导的假设)与外核的光滑解匹配,总体上与我们的数值结果吻合良好。虽然与早期自相似解的差异有些是次要的,但其他差异非常重要。例如,我们发现速度场在坍缩时刻变得奇异,在中心发散,并在核心外缓慢减小,而先前的工作描述了核心内有限的速度场,在远处趋于超音速常数值。这种差异对于解释坍缩后遗迹的发射可能很重要。最后,我们描述了坍缩后的动力学,当质量开始向中心累积时,同样在引力主导的假设下。

关键词

引用

@article{arxiv.1307.4786,
  title  = {Supernovae: an example of complexity in the physics of compressible fluids},
  author = {Yves Pomeau and Martine Le Berre and Pierre-Henri Chavanis and Bruno Denet},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1307.4786},
  year   = {2019}
}

备注

Workshop in Honor of Paul Manneville, Paris (2013)