新生致密天体周围回落物质的命运

多年来，人们一直 invoking 年轻中子星周围的回落盘来解释各种现象。在此，我们对超新星爆发期间此类盘的形成进行了数值研究，同时考虑了中子星 (NS) 和黑洞 (BH) 残骸。使用公开代码 MESA，我们计算了前身星物质的角动量分布，针对初始质量 $M$ 在 13 - 40 $M_\odot$ 范围内、初始表面旋转速度 $v_{\text{surf}}$ 为临界速度 25% 至 75% 之间、以及金属丰度 $Z$ 为太阳值 1%、10% 和 100% 的恒星。这些前身星模型以介于 $10^{50}$ - $3\times10^{52}$ erg 之间的能量 $E$ 爆发，并计算了回落物质的量。我们发现，如果磁力矩在角动量传输中起重要作用，那么即使对于低金属丰度的主序星，中子星周围的回落盘也不是超新星爆发的结果。此类盘在年轻中子星周围的形成仅能在磁力矩可忽略且爆发能量精细调节的条件下发生。对于那些留下黑洞残骸的恒星，如果磁场不起强作用，盘的形成是普遍存在的；然而，与中子星情况不同，即使内部存在强磁耦合，盘也可以在 $\{Z, M, v_{\text{surf}}, E\}$ 参数空间的大区域中形成。除了文献中广泛讨论的致密、超吸积回落盘外，我们还确定了上述参数空间中导致黑洞周围形成延展、长寿命盘的区域。我们发现这些盘中的物理条件可能有利于行星形成，从而导致绕黑洞运行的行星可能存在。