9、10、11、12 和 13 M$_{\odot}$ 恒星的三维超新星爆炸模拟

使用最先进的新型核心坍缩超新星（CCSN）代码 F{\sc{ornax}}，我们模拟了 9、10、11、12 和 13 M$_\odot$ 恒星核心从坍缩开始的三维动力学演化。8 M$_\odot$ 到 13 M$_\odot$ 的恒星约占所有大质量恒星的 50%，因此该质量范围的爆炸潜力对 CCSN 总体理论至关重要。我们发现 9、10、11 和 12 M$_\odot$ 模型在 3D 中轻易爆炸，但 13 M$_\odot$ 模型没有。基于这些发现，以及略大质量前身星似乎会爆炸的事实 \citep{vartanyan2019}，我们建议对于非旋转前身星，在约 12 M$_\odot$ 到 14 M$_\odot$ 附近存在可爆性间隙。有利于爆炸的因素包括停滞激波后的湍流、中微子-物质吸收与中微子-物质散射引起的能量传输、中微子-核子散射率的多体修正，以及前身星中尖锐的硅-氧界面。我们的 3D 爆炸模型常具有偶极结构，两个不对称爆炸瓣被暂时持续吸积物质的收缩腰部隔开。此过程维持了驱动中微子光度，同时将物质部分移出膨胀瓣的路径，从而适度促进爆炸。所有 3D 爆炸的形态以具有一系列低阶谐波模式的多泡结构为特征。尽管 CCSN 理论仍有许多待解之处，这些及文献中其他结果表明，至少对于这些较低质量前身星，超新星理论正趋于一个可信的解。