核心坍缩超新星中驻立吸积激波不稳定性的三维模拟

我们通过三维流体动力学模拟研究了非轴对称驻立吸积激波不稳定性（SASI）。这是我们此前关于轴对称 SASI 研究的扩展。我们准备了一个通过驻立激波向原中子星球对称稳态吸积流的模型，考虑了真实的状态方程以及中微子加热和冷却。该未受扰动模型旨在近似代表核心坍缩超新星反弹后的典型阶段。随后，我们在径向速度上添加了小扰动（~1%）并计算了随后的演化。不仅施加了轴对称扰动，也施加了非轴对称扰动。我们利用球谐函数对激波面的非球对称形变进行了模态分析。我们发现：(1) 正如球对称背景所预期的那样，SASI 的增长率关于球谐函数 $Y_l^m$ 的方位角指数 $m$ 是简并的；(2) 非线性模态耦合在轴对称扰动下仅产生 $m=0$ 模，而在非轴对称情形下，根据二次耦合的选择定则，也会产生 $m\neq0$ 模；(3) 由于更多模态参与湍流，三维情况下各模态的非线性饱和水平通常低于二维情况；(4) 低 $l$ 模在非线性阶段占主导；(5) 不同 $m$ 模之间在非线性阶段几乎建立了均分；(6) 关于 $l$ 的谱服从幂律，且三维情况的斜率略陡；(7) 尽管这些特征在模拟结束时具有和不具有激波复苏的模型中是共同的，但在具有激波复苏的模型中，低 $l$ 模的主导地位更为显著。