双星系统中恒星自转对核心坍缩超新星前身星及多信使信号的影响

核心坍缩超新星前身星的详细结构对于研究超新星爆发引擎及其相应的多信使信号至关重要。本文利用 MESA 恒星演化代码，研究了恒星自转对由 30 倍太阳质量供体星和 20 倍太阳质量吸积星组成的双星系统的影响。我们发现，通过双星系统中的质量转移，可以在一定的初始轨道周期范围内形成快速自转的红超巨星和蓝超巨星前身星，尽管这种相关性并非线性的。我们还发现，即使双星系统的初始质量比相同，所形成的坍缩星最终质量、铁核质量、致密性参数以及最终自转速率也可能存在巨大差异，并且对初始轨道周期非常敏感。例如，与单星系统相比，具有强对流的前身星形成了更薄的硅壳层和更宽的氧壳层。此外，我们对这些源自双星恒星演化的自转前身星进行了包含中微子输运的二维自洽核心坍缩超新星模拟。我们发现，这些双星前身星的中微子和引力波特征可能表现出显著变化。具有较大致密性参数的前身星会产生质量更大的原中子星，具有更高的质量吸积率，并发出更亮的中微子光度和更强的引力波辐射。最后，我们在部分爆发失败的模型中观测到了恒星级黑洞的形成。