大质量恒星氧壳层燃烧的最后几分钟
太阳与恒星天体物理
2016-12-21 v2
摘要
我们展示了18太阳质量超新星前身星氧壳层燃烧最后几分钟直至核心坍缩开始的首次三维模拟。采用移动内边界，根据一维恒星演化模型精确模拟硅铁核心的收缩，该模型自洽地处理了核心去轻子化与核准平衡。模拟覆盖整个立体角，以允许大尺度对流模式的出现。由于核心收缩及伴随的核燃烧加速，对流马赫数在坍缩时增至约0.1，且在模拟结束前不久出现了l=2模式。除了因碳壳层夹带导致氧壳层从0.51太阳质量增长至0.56太阳质量外，对流流场可较好地由混合长理论描述，且主导尺度与线性稳定性分析估计相符。我们推断，物理参数的人为改变（如加速核心收缩）可能对坍缩时的对流状态产生危险后果。我们认为，对流速度和涡团尺度的标度律为坍缩时壳层对流状态提供了良好估计，并发展了关于对流种子扰动对随后超新星激波复活的简单解析理论。我们预测，相对于无大种子扰动的情况，由于种子非球对称性，我们的3D前身星模型使爆发临界光度降低了12--24%。
引用
@article{arxiv.1605.01393,
title = {The Last Minutes of Oxygen Shell Burning in a Massive Star},
author = {Bernhard Müller and Maxime Viallet and Alexander Heger and Hans-Thomas Janka},
journal= {arXiv preprint arXiv:1605.01393},
year = {2016}
}
备注
Revised version including an appendix on resolution effects. 22 pages, 20 figures, accepted for publication in ApJ