39 太阳质量前身星的三维磁旋转核坍缩超新星爆发

我们使用一颗 $39\,M_{\odot}$ 前身星进行磁旋转超新星的三维模拟，其核内具有 $10^{10}$ G 和 $10^{12}$ G 两种不同初始磁场强度。两个模型均迅速发生激波复现，在保守修正包层束缚能后，其爆炸能在几百毫秒内渐近至 $\gtrsim 2\times10^{51}$ erg 的量级。两个模型中均形成磁准直的非相对论性喷流，尽管喷流受到非轴对称不稳定性影响。喷流看似对驱动爆炸并非关键，因为它们仅在激波已大幅膨胀后才出现。我们的模拟预言了约 $150\, \mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$ 的中子星中等反冲、无自旋-反冲对齐，以及快速的早期自旋减速，将导致约 $20\, \mathrm{ms}$ 的诞生周期，过慢而无法驱动高能伽马射线暴喷流。超过 $0.2\,M_\odot$ 的铁族物质被抛射，但我们估计抛射的 $^{56}\mathrm{Ni}$ 质量将小得多，因为这些物质的主体为富中子。爆发燃烧未贡献可观的 $^{56}\mathrm{Ni}$，因为燃烧物质源自轻微富中子的硅壳层。铁族抛射物在模拟结束时也未呈现明显的双极几何。因此这些模型并不能直接符合观测到的极超新星特征，但可能代表其他具有中等偏高爆炸能的暂现源。引力波辐射达到高达 2000 Hz 的频率和超过 100 cm 的振幅。在规划中的 Cosmic Explorer 探测器中，引力波辐射可在 $\sim4$ Mpc 的距离内被探测到。