Three-dimensional supernova explosion simulations of 9-, 10-, 11-, 12-, and 13-M⊙ stars
Three-dimensional supernova explosion simulations of 9-, 10-, 11-, 12-, and 13-M⊙ stars
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9、10、11、12 和 13 M 星的三维超新星爆炸模拟
DOI：
10.1093/mnras/stz543
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发表时间：
2019
影响因子：
4.8
通讯作者：
Vartanyan, David
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Burrows, Adam;Radice, David;Vartanyan, David
利用最新的核心塌缩超新星代码FordeFornax，我们模拟了9、10、11、12和13-M⊙恒星从塌缩开始的三维动力学演化。从8到13M⊙的恒星约占所有大质量恒星的50% ，因此这个质量范围的爆炸潜力对CCSNe的整体理论很重要。我们发现，9-M、10-M、11-M和12-M⊙模型很容易在3D中爆炸，但13-M⊙模型不容易。从这些发现，以及似乎略多一些质量较大的前体恒星似乎爆炸的事实，我们认为，对于非自转的前体恒星，在12到14 M⊙附近存在爆炸性差距。有利于爆炸的因素是失速激波背后的湍流，中微子物质吸收和中微子物质散射引起的能量转移，中微子-核子散射率的多体修正，以及前驱分子中尖锐的硅-氧界面的存在。我们的3D爆炸模型通常具有偶极结构，两个不对称的爆炸叶被收紧的腰部隔开，物质暂时继续在那里共生。这一过程保持了驱动中微子的光度，同时部分地将物质分流到膨胀的波瓣上，从而适度地促进了爆炸。所有三维爆炸的形态特征都是具有一系列低次简谐模式的多个气泡结构。虽然CCSN理论还有很多工作要做，但这些和文献中的其他结果表明，至少对于这些低质量的前驱物质，超新星理论正在收敛到一个可信的解决方案。
Using the new state-of-the-art core-collapse supernova (CCSN) codefornax, we have simulated the three-dimensional dynamical evolution of the cores of 9-, 10-, 11-, 12-, and 13-M⊙stars from the onset of collapse. Stars from 8 to 13 M⊙constitute roughly 50 per cent of all massive stars, so the explosive potential for this mass range is important to the overall theory of CCSNe. We find that the 9-, 10-, 11-, and 12-M⊙models explode in 3D easily, but that the 13-M⊙model does not. From these findings, and the fact that slightly more massive progenitors seem to explode, we suggest that there is a gap in explodability near 12 to 14 M⊙for non-rotating progenitor stars. Factors conducive to explosion are turbulence behind the stalled shock, energy transfer due to neutrino–matter absorption and neutrino–matter scattering, many-body corrections to the neutrino–nucleon scattering rate, and the presence of a sharp silicon–oxygen interface in the progenitor. Our 3D exploding models frequently have a dipolar structure, with the two asymmetrical exploding lobes separated by a pinched waist where matter temporarily continues to accrete. This process maintains the driving neutrino luminosity, while partially shunting matter out of the way of the expanding lobes, thereby modestly facilitating explosion. The morphology of all 3D explosions is characterized by multiple bubble structures with a range of low-order harmonic modes. Though much remains to be done in CCSN theory, these and other results in the literature suggest that, at least for these lower mass progenitors, supernova theory is converging on a credible solution.
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DOI：
10.1088/2041-8205/778/1/l7
发表时间：
2013-09
期刊：
The Astrophysical Journal Letters
影响因子：
--
作者：
S. Couch;C. Ott
通讯作者：
S. Couch;C. Ott
核心塌陷超新星中的冲击-湍流相互作用
影响因子：
4.8
作者：
E. Abdikamalov;A. Zhaksylykov;D. Radice;S. B. N. University;Caltech
通讯作者：
Caltech
大质量恒星的前超新星结构
影响因子：
1.9
作者：
C. Meakin;T. Sukhbold;D. Arnett
通讯作者：
D. Arnett
多个祖细胞中核心塌陷超新星的高分辨率三维模拟
DOI：
10.1088/0004-637x/785/2/123
发表时间：
2013
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
S. Couch;E. O’Connor
通讯作者：
E. O’Connor
电子捕获和低质量铁核塌陷超新星：新的中微子辐射流体动力学模拟
DOI：
10.3847/1538-4357/aa92c5
发表时间：
2017
期刊：
The Astrophysical Journal
影响因子：
--
作者：
Radice, David;Burrows, Adam;Vartanyan, David;Skinner, M. Aaron;Dolence, Joshua C.
通讯作者：
Dolence, Joshua C.