第一颗 3D MHD 核心坍缩前体 I：一般性特征、对流与核燃烧
太阳与恒星天体物理
2026-05-25 v1
摘要
最强烈的核心坍缩超新星干扰最初来源于快速旋转、磁化的前体，但其三维结构仍不受良好约束，缺乏真实的磁场、角动量和对流非球形不均匀性的合理分布。我们构建了包括旋转和磁场的物理一致的三维预超新星前体。在本文第一部分中，我们关注湍流和核燃烧在包围恒星核心的壳层中的行为，并评估其与一维星演化模型之间的偏差。我们使用Aenus-ALCAR对两个巨型 Wolf--Rayet 前体进行三维磁流体动力学 (MHD) 模拟，这些前体来自 GENEC 和 MESA 星演化代码。模型在坍缩发生前几分钟被映射到多维域中，并演化至核心坍缩开始。我们发现，在扩展的氧燃烧壳中，湍流速度约为标准混合长度理论 (MLT) 预测的约两倍。相比之下，薄的硅燃烧壳由 MLT 描述得很不好：混合在两个壳边界附近减弱，推导出的有效扩散轮廓与标准的一维预cription 明显偏离。这些差异直接影响核燃烧的空间范围和效率。我们present了本类第一批 3D MHD 预超新星前体，适用于随后的坍缩和爆炸计算，表明多维效应可以显著修改湍流混合和壳层燃烧，在巨型星演化的最后阶段。我们提出了方法来考虑这些效应于恒星演化的高级阶段。
引用
@article{arxiv.2605.22927,
title = {The first 3D MHD core-collapse progenitors I: General properties, convection and nuclear burning},
author = {Adam Griffiths and Miguel-Ángel Aloy and Martin Obergaulinger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.22927},
year = {2026}
}
备注
12 pages, 4 pages of appendices,14 figures