低质量前身星的三维核坍缩超新星模型及其对蟹状星云的启示
高能天体物理现象
2020-06-24 v2
摘要
我们展示了非自转低质量(~9 Msun)前身星的三维全球面超新星模拟,覆盖了从核心坍缩经过回弹和激波复活、穿过恒星表面的激波突破,直到数天后回落完成的整个演化过程。我们获得了核心坍缩超新星(LMCCSN)域低质量端铁核前身星的低能爆炸[~(0.5-1.0)x 10^{50} erg],并与具有氧-氖-镁核、作为电子俘获超新星(ECSN)坍缩和爆炸的超渐近巨星支(sAGB)前身星进行比较。LMCCSN 模型中爆炸的起始使用 Vertex-Prometheus 代码自洽建模,而 ECSN 爆炸使用 Prometheus-HOTB 代码中的参数化中微子输运建模,在先前自洽模型的范围中选择不同的爆炸能量。具有结构相似性的 sAGB 和 LMCCSN 前身星具有几乎球对称的爆炸,金属向氢包层的混合很少。一个具有较少第二次挖掘的 LMCCSN 导致高度不对称的爆炸。它显示出有效的混合和在延展氢包层中的剧烈激波减速。这两种性质使得快镍羽流能够追上激波,导致极端的激波变形和非球对称激波突破。小于约 5x10^{-3} Msun 的回落质量对中子星(NS)质量和反冲没有显著影响。然而,各向异性回落携带了可观的角动量,并决定了新生 NS 的自转。具有较少第二次挖掘的 LMCCSN 模型产生了大于 40 km/s 的流体动力学和中微子诱导 NS 反冲,以及约 30 ms 的 NS 自转周期,两者与蟹状脉冲星诞生时的数值并无太大差异。
引用
@article{arxiv.2005.02420,
title = {Three-dimensional Models of Core-collapse Supernovae From Low-mass Progenitors With Implications for Crab},
author = {G. Stockinger and H. -Th. Janka and D. Kresse and T. Melson and T. Ertl and M. Gabler and A. Gessner and A. Wongwathanarat and A. Tolstov and S. -C. Leung and K. Nomoto and A. Heger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.02420},
year = {2020}
}
备注
47 pages, 27 figures, 6 tables; minor revisions, accepted by MNRAS