大质量恒星核心坍缩的三维 Boltzmann-流体代码 I：狭义相对论处理

我们提出了一种求解与流体动力学方程耦合的中微子多维狭义相对论 Boltzmann 方程的新数值方法。该方法旨在应用于核心坍缩超新星的模拟。我们以一种非常规方式处理狭义相对论，考虑了 v/c 的所有阶数。Boltzmann 方程中平流项和碰撞项的一致处理是困难之源，我们通过采用两种不同的能量网格（拉格朗日重映射网格和实验室固定网格）克服了这一困难。我们进行了一系列基本测试，并对一个 15$M_{sun}$ 前身星模型进行了核心坍缩、反弹和激波停滞的一维模拟，使用了最小但必不可少的微观物理集合。我们在后一次模拟中证明，我们的新代码能够处理核心坍缩超新星的所有阶段。为了比较，我们还用同一代码进行了非相对论模拟，并表明它们在中微子输运方面产生了定性错误的结果。最后，我们讨论了在我们的方法中纳入广义相对论效应的可能性。