追踪160种同位素至激波突破的三维核心坍缩超新星模拟

我们展示使用FLASH代码进行的三维核心坍缩超新星模拟，其从CHIMERA代码完成的微中子辐射流体力学微中子驱动阶段模拟出发，追踪爆炸进程直至恒星表面。我们考虑一个9.6-$M_{\odot}$零金属丰度前身星(分别从2D和3D CHIMERA模型出发)以及一个10-$M_{\odot}$太阳金属丰度前身星(从2D CHIMERA模型出发)，均在三维中模拟至激波突破，同时追踪160种核素。超新星激波与富金属瑞利-泰勒(R-T)“子弹”之间的相对速度差决定了富金属抛射物在穿过前身星密度轮廓传播时的演化方式，并支配爆炸的最终形态。我们发现，由于子弹穿透He/H壳层的能力，从2D和3D的9.6-$M_{\odot}$ CHIMERA模型在激波突破时分别获得$^{56}\rm{Ni}$最大速度约$1950~\rm{km~s}^{-1}$和约$1750~\rm{km~s}^{-1}$。当从2D映射时，我们发现当2D CHIMERA模型与3D FLASH模型网格对齐时，更高速度结构的发育受到抑制。球泡结构(相较于轴对称所强加的较慢增长的环面结构具有更快增长)的发育使得子弹与激波相互作用，并在He/H界面处引发进一步的R-T不稳定性。我们在10-$M_{\odot}$模型中看到类似效应，其在激波突破时达到$^{56}\rm{Ni}$最大速度约$2500~\rm{km~s}^{-1}$。