超声速中微子驱动风中的 r-过程：风终止激波的作用

近期的核心坍缩超新星流体动力学研究表明，新生中子星的中微子加热抛射物会发展为超声速外流。这些超声速风受到先前超新星抛射物产生的反向激波的影响，形成风终止激波。我们研究了中微子驱动风中终止激波的影响及其在 r-过程中的作用。超声速外流通过半解析中微子驱动风模型进行计算。随后，通过应用兰金 - 赫戈尼奥（Rankine-Hugoniot）关系式，获得了经终止激波后的亚声速外流。我们发现若干对 r-过程可能产生重要影响的因素。首先是风终止导致的温度下降突然减缓。其次是终止激波加热引起的熵跃变，可达数百 $N_A k$。我们在所得风中进行核合成计算，以检验这些效应对 r-过程的影响。结果表明：1) 温度下降的减缓在决定 r-过程丰度曲线方面起着决定性作用。这是由于核合成路径在 r-过程冻结阶段对温度具有强烈的依赖性。我们的结果提示，只有具有相对较小激波半径（约 500 km）的终止激波风，才与太阳 r-过程丰度的主体部分（$A \sim 100-180$）相关。然而，太阳 r-过程曲线中最重的部分（$A \sim 180-200$）在激波风和未激波风中均可重现。这些结果可能有助于限制与 r-过程相关的超新星前身星的质量范围。另一方面，我们发现 2) 熵跃变对 r-过程的作用可忽略不计。这是因为显著的熵增仅发生在较大的激波半径处（约 10,000 km），而此时 r-过程早已结束。