Stellar explosions: from supernovae to gamma-ray bursts
评述了目前对核塌缩和热核超新星的认识。讨论了揭示宇宙伽马射线暴(GRB)本质的最新进展,重点讨论了几种GRB与恒星爆炸的高能子类Ib/c型核心坍缩超新星的明显联系。这种关系提供了强有力的证据,证明伽玛暴现象与大质量恒星演化的最后阶段有关,并可能与中子星和黑洞的形成有关。
2004-10-14 astro-ph
Does merger-induced core-collapse produce gamma-ray bursts in type Ib & Ic supernovae?
伽马射线暴是三十多年前发现的,它的亮度是最亮的超新星的一百倍。然而,有证据表明伽马射线暴与Ib型和Ic型超新星有联系已经有一段时间了。在这里,我们解释了球状星团中毫秒级超新星的过剩和超新星1987 A的细节,以揭示能量来源,它至少为一些长时间的伽马射线暴提供动力,作为两颗白矮星合并后的核心坍缩,无论是作为恒星还是恒星核心。为了使与伽马射线暴相关的射束/喷流在大质量普通包层内合并形成与SN 1987 A一样,在极方向上的大部分干涉恒星物质必须在核心坍缩时被清除,或者光束/喷流本身必须清除它们自己的路径。核心坍缩产生Ib、Ic或II型超新星(与SN1987 A一样,SNa IIp),留下一个弱磁化的中子星残骸,自旋周期接近2毫秒。对于伽马射线暴,没有令人信服的理由去引用任何其他的模型。
2003-11-12 astro-ph
Neutrino Mixing and Nucleosynthesis in Core-Collapse Supernovae
对核心坍缩超新星作了简单的描述。讨论了超新星环境中中微子驱动风、中微子通量和光度、反应速率以及平衡电子分数的性质。简要回顾了与核心坍缩超新星有关的中微子混合和中微子相互作用。计算了几种可能影响快中子俘获过程(r过程)核合成的演化情景下的电子分数值。
2005-02-12 astro-ph
Compton Electrons and Electromagnetic Pulse in Supernovae and Gamma-Ray Bursts
当伽马射线从中心源发出时,它们可能在周围物质中经历康普顿散射。由此产生的康普顿散射电子辐射。这种康普顿电子的相干辐射发生在地球大气层上方的核爆炸之后。康普顿电子流产生的不稳定性中的粒子加速可以解释SN 1998 bw的射电辐射。对于超新星和伽马射线暴,人们提出了相干辐射的界限;这些界限非常高,但不知道这些物体中是否存在相干辐射。
1999-08-19 astro-ph
Gamma-Ray Bursts and Jet-Powered Supernovae
在过去的五年里,由一颗年轻的原中子星的中微子发射提供动力的核心坍缩超新星的传统范式受到了越来越多的挑战。这些挑战中最主要的是伽马射线暴(GRB)和似乎伴随它们的超新星。在这里,我们回顾了一些最近的-不那么最近的-伽玛暴和超新星的模型,其中强磁场,旋转,或吸积到一个黑洞发挥作用。这些高能爆炸的条件是特殊的,在这一点上,没有令人信服的理由在一般情况下援引它们。也就是说,99%的超新星可能仍然以传统的方式运行。
2002-11-04 astro-ph
Light Curve Calculations of Supernovae from Fallback Gamma-Ray Bursts
目前流行的长时间伽马射线暴(GRB)模型,是从大质量恒星坍缩到黑洞的爆炸:直接或通过后备。那些通过回落形成的伽玛暴将产生更少的放射性镍,因此有人认为(没有任何实际计算)这些系统会产生暗淡的超新星。这些后退的黑洞GRB最近被认为是一组新发现的GRB的可能祖先,缺乏任何相关的超新星。在这里,我们提出了有史以来第一次辐射流体动力学计算的光变曲线的超超新星爆炸的延迟回落伽马射线暴。我们发现,辐射热光变曲线是由冲击沉积的能量,而不是放射性元素的衰变。因此,对这种爆发的观测实际上更多地探测了原始风的密度,而不是放射性镍的产生。
2007-05-04 astro-ph
Toward Radiation-Magnetohydrodynamic Simulations in Core-Collapse Supernovae
我们报告了我们的辐射磁流体动力学代码的核心坍缩超新星的研究现状。在这方面的贡献,我们讨论了我们新开发的数值代码的准确性,在静态背景模型中提出的测试问题。我们还介绍了该方法在球对称堆芯塌陷模拟中的应用。由于与以前发表的模型进行了密切的比较,我们现在正在应用它来研究磁旋转核塌缩超新星。
2005-11-30 astro-ph
Searching for Progenitors of Core-Collapse Supernovae
确定产生核心坍缩超新星的大质量祖星是超新星和恒星演化研究的主要目标之一。在这次演讲中,我将讨论在地面和哈勃太空望远镜图像中追踪这些祖星的一些方面。
2005-01-18 astro-ph
Core-Collapse Supernovae at the Threshold
核心坍缩超新星模型的最新进展进行了总结和透视。二维模拟与国家的最先进的治疗中微子运输仍然未能产生强大的爆炸,但证据表明,他们非常接近成功。
2004-01-22 astro-ph
Core-collapse supernovae and gravitational waves
核心坍缩超新星是具有丰富现象学的戏剧性事件,包括引力辐射。这些事件的模拟在多个空间维度与能量和角度依赖的中微子输运仍处于起步阶段。我们银河系中超新星的核心坍塌和反弹很可能被第一代LIGO观测到,但详细的了解还有待于恒星祖先和超新星过程建模的改进。
2004-01-06 astro-ph
Constraints on Association of Single-pulse Gamma-ray Bursts and Supernovae
我们探讨的假设,类似于最近提出的布卢姆和同事,一些附近的超新星与平滑,单脉冲伽马射线暴,可能没有超过300千电子伏的发射。我们研究BATSE突发的持续时间长于2秒,拟合那些可以直观地描述为单脉冲事件与对数正态脉冲模型。可以可靠地确定与样本GRB 980425(可能与SN 1998 bw相关)在时间和光谱上相似的事件比例为4/1573或0.25%。如果包括最暗的爆发,该分数可能高达8/1573(0.5%)。大约2%的爆发在形态上类似于GRB 980425,但发射能量超过300 keV。在BATSE的生命周期中,对包含630次探测的超新星目录的搜索显示,在3个月的时间窗口内,只有一次爆发(GRB 980425),并且在总的3-sigma BATSE误差半径内,可能与Ib/c型超新星有关。单脉冲伽玛暴的任何子集都没有落在超银道面附近的趋势,而Ib/c型超新星则有这种趋势。假设的经济性使我们得出结论,附近的超新星通常与平滑的单脉冲伽马射线暴无关。
1998-07-30 astro-ph
Winds From Massive Stars, And Implications for Supernovae and Gamma-Ray Bursts
我们回顾了在恒星演化的各个阶段,来自大质量O型和B型恒星的风对周围介质的影响。此外,我们讨论了一些SNe和GRB的演变在这个风吹介质的影响。
2006-10-30 astro-ph
A White Dwarf Merger Paradigm for Supernovae and Gamma-Ray Bursts
伽马射线暴的亮度似乎是超新星的一百倍,但其潜在的能量来源仍然是一个谜。然而,有证据表明伽马射线暴与Ib型和Ic型超新星有联系已经有一段时间了,这一事实已经被许多模型用来解释伽马射线暴现象。在这里,我们解释的SN 1987 A和球状星团的恒星的基本观测结果,提出的能量源,它的权力至少有一些长时间的伽马射线暴,核心崩溃合并后的两个白矮星,无论是作为恒星或恒星的核心。伽马射线暴之间的辐射和内在差异至少部分源于合并的恒星共同包层中气体的不同数量和成分,其中更高能的暴是由质量较小的包层内的合并产生的。为了使与伽马射线暴相关的射束/喷流在大质量普通包层内合并形成与SN 1987 A一样,在极方向上的大部分干涉恒星物质必须在核心坍缩时被清除,或者光束/喷流本身必须清除它们自己的路径。核心坍缩产生Ib、Ic或II型超新星(与SN 1987 A一样,SN II p),留下一个弱磁化的中子星遗迹,自旋周期接近2毫秒。没有令人信服的理由引用任何其他模型来解释伽马射线暴。SN 1987 A是典型的超新星事件,与95%的超新星都有相同的合并起源,只有少数例外,如Ia超新星是由伴星逐渐吸积而产生的,以及Fe灾变II。
2003-12-17 astro-ph
Compton Dragged Gamma--Ray Bursts associated with Supernovae
提出表征伽马射线暴瞬发的伽玛光子是由相对论火球与密度很大的软光子浴相互作用产生的康普顿拖曳过程。如果伽马射线暴确实与超新星有关,那么爆炸的恒星可以提供足够的软光子,使辐射拖曳有效。该模型解释了伽马射线暴的基本性质,即总能量、谱的峰值频率和快速变化,效率可超过50%。在这种情况下,在相对论性无碰撞冲击中不需要粒子加速。此外,虽然坡印廷通量在加速外流中可能是重要的,但在伽马射线产生中不需要磁场。这个阻力也自然地限制了火球的相对论膨胀,使其伽玛小于10^4。
1999-11-19 astro-ph
Toward a Standard Model of Core Collapse Supernovae
在本文中,我们讨论了核心坍缩超新星模型的现状,以及在理解超新星机制和超新星现象学方面取得重大进展所需的未来发展,即,超新星标准模型。
2000-10-27 astro-ph
The consequences of nuclear electron capture in core collapse supernovae
对于恒星核心坍缩动力学来说,最重要的弱核相互作用是电子俘获,主要发生在质量大于60的核上。在以前的模拟核心崩溃,电子捕获这些核已被处理在一个高度参数化的方式,如果没有被忽略。随着重核上电子俘获的现实处理,核心坍缩和反弹的流体动力学发生了重大变化。我们讨论这些以及核塌缩超新星的反弹后演化的后果。
2003-10-30 astro-ph
Trans-Relativistic Supernovae, Circumstellar Gamma-Ray Bursts, and Supernova 1998bw
超新星(SN)1998 bw和伽马射线暴(GRB)980425提供了超新星是某些GRB的祖先的第一个直接证据。然而,与其他已知的余辉爆发相比,这次爆发异常暗淡,平滑和柔和。它是否应该被认为是宇宙学伽马射线暴的原型,很大程度上取决于超新星爆炸和爆发是否是不对称的,或者可以被建模为球形。我们解决这个问题,通过治疗加速超新星冲击在恒星的最外层的信封,过渡到相对论流,以及随后的膨胀(和进一步加速)的喷出物进入周围的介质。我们发现GRB 980425可能是由SN 1998 bw的相对论性喷出物和恒星的前超新星风之间的碰撞产生的;该模型不需要显着的不对称性。因此,这一事件属于伽玛暴的一个暗淡子类,而不是喷流状宇宙伽玛暴的原型。
2001-06-19 astro-ph
Core-Collapse Supernovae and Neutron Star Kicks
最近的观测揭示了许多与核心坍缩超新星有关的新谜题,包括磁星和黑洞的形成以及它们可能的伽玛射线暴联系。我们回顾我们目前的理解脉冲星踢和超新星不对称的起源。有人认为,中子星反冲与年轻中子星的其他基本参数密切相关,如初始自旋和磁场强度。
2002-12-05 astro-ph
Impact of the Neutrino Magnetic Moment on the Neutrino Fluxes and the Electron Fraction in core-collapse Supernovae
本文研究了中微子磁矩对核塌缩超新星中中微子与物质散射的影响。我们研究了中微子通量和电子分数的影响。我们发现,相当大的修改需要非常大的磁矩狄拉克和马约拉纳中微子。
2007-07-27 astro-ph
Long gamma-ray bursts and core-collapse supernovae have different environments
当大质量恒星耗尽它们的燃料时,它们会坍缩,并经常产生非常明亮的爆炸,称为核心坍缩超新星。有时,这种恒星坍缩也会引发一种更为明亮的相对论性爆炸,即长时间伽马射线暴。因此,我们可以预期,长伽马射线暴和核心坍缩超新星应该在类似的星系环境中被发现。在这里,我们证明这种期望是错误的。我们发现,长伽马射线暴远比核心坍缩超新星更集中在其宿主星系的最亮区域。此外,长伽马射线暴的宿主星系比核心坍缩超新星的宿主星系要暗得多,也更不规则。这些结果表明,长时间的伽马射线暴与质量最大的恒星有关,可能仅限于化学演化有限的星系。我们的研究结果直接表明,长伽马射线暴在像我们银河系这样的星系中相对罕见。
2006-05-05 astro-ph
Nucleosynthesis In Core Collapse Supernovae
我们提出了我们最新的一套presupernova演化和爆炸性核合成的大质量恒星的范围在11和120 Msun之间的太阳和零金属丰度的产量的基本性质。
2006-01-10 astro-ph
Using Spatial Distributions to Constrain Progenitors of Supernovae and Gamma Ray Bursts
我们进行了一个全面的理论检查的光学瞬变的空间分布和它们的祖先恒星的属性之间的关系。通过构建恒星形成星系的分析模型和其中恒星星族的演化,我们能够对核心坍缩超新星(SNe),长持续时间伽马射线暴和超新星Ia的候选祖先进行限制。特别是,我们首先构建模型的螺旋星系,再现观测的核心崩溃SNe,我们使用这些模型来约束的最小质量为SNe Ic祖约25太阳质量。其次,我们列出了一个矮不规则星系模型的参数,我们用它来表明,长时间伽马射线暴的祖先可能有大约43个太阳质量以上的质量。最后,我们介绍了一种新的方法来约束与超新星Ia相关的时间尺度,并将其应用到我们的螺旋星系模型,以显示如何更好地分析观测结果,以区分这些对象的领先祖先模型。
2008-08-27 astro-ph
On the relative frequencies of core-collapse supernovae sub-types: the role of progenitor metallicity
我们发现,所观察到的亚型Ib,C和II核心塌陷超新星的比例取决于宿主星系的金属丰度,正如理论上所预期的那样。然而,观察到的关系与基于质量损失的单星非旋转模型的预期有很大不同。我们认为,最近的模型与旋转的预测提供了一个更好的协议与观测,至少对祖先恒星与太阳的金属丰度;计算模型与更高和更低的金属丰度,以证实这些结论。我们还建议,系统的调查核心坍缩超新星的红移为1与SNAP卫星将允许探测金属丰度对超新星性质的影响,在过去的宇宙历史。
2003-05-20 astro-ph
Hydrogen issue in Core Collapse Supernovae
我们讨论了分析的核心坍缩超新星(CCSNe)的选定光球光谱的时间序列的结果。这是通过参数化的超新星合成光谱(SSp)代码“SYNOW”完成的。特别注意的是在早期阶段的氢的痕迹,特别是剥离信封SNe(即SNe Ib-c)。一个薄的低质量的氢层延伸到非常高的喷射速度以上的氦壳,被认为是最有可能的方案Ib型SNe。
2006-11-06 astro-ph
Conference Summary: Supernovae and Gamma-Ray Bursts
有迹象表明,附近的Ia型超新星可能与大红移的超新星略有不同。因此,要相信存在一个宇宙学常数和一个加速的宇宙,还需要努力工作,找出潜在的系统效应。偏振数据表明,核心坍缩超新星(II型和Ib/c)可能强烈偏离球对称。极高能量超新星的证据必须与它们是不对称的证据自洽,这是一个影响能量估计的条件。在致密物体附近产生的喷流可以产生这种不对称性。越来越多的人相信,伽马射线暴本质上涉及准直或喷流,因此它们也是强不对称的。SN 1998 bw是一个潜在的罗塞塔石碑,将有助于整理爆炸事件的物理学。像SN 1998 bw这样的事件与“普通”超新星或“超超新星”的关系更密切吗?它们留下的中子星是“普通的”中子星或“磁星”,还是一个黑洞?这些事件中是否有任何一个与经典的宇宙伽马射线暴有关,就像GRB 970228、GRB 980326和GRB 990712的余辉的超新星调制所暗示的那样?
1999-09-05 astro-ph
Review on the Observed and Physical Properties of Core Collapse Supernovae
本文综述了各类核塌缩超新星的观测和物理性质。尽管这些物体表现出巨大的多样性,但出现了几个问题,表明1)这些物体的性质是连续的,2)包层的质量是爆炸的驱动参数之一,或者它与核心的一些其他性质相关,后者决定了爆炸的结果,(3)无论超新星的外观如何,所有核塌缩超新星的核物理和爆炸机制都没有本质的不同。SN 1998 bw的能量规模和56 Ni的产量远远高于它,它是唯一一颗与伽马射线暴紧密相关的超新星。
2003-01-01 astro-ph
Late-time Radio Observations of 68 Type Ibc Supernovae: Strong Constraints on Off-Axis Gamma-ray Bursts
我们提出了68个当地Ibc型超新星的晚期射电观测,包括6个具有宽光学吸收线的事件(“hypernovae”)。这些物体都没有表现出可归因于离轴伽马射线暴喷流的无线电发射,这些喷流扩散到我们的视线中。通过与我们的余辉模型的比较,我们得到了以下结论:(1)Ibc型超新星的小于$\sim 10%$的事件与最初偏离我们视线的典型伽马射线暴有关,这就对伽玛暴聚束因子$<f_b^{-1}> \lesssim 10^4$提出了一个经验约束,它对应于一个平均喷流张开角,即$θ_j \gtrsim 0.8$度。(2)这一点尤其适用于宽线超新星(SNe 1997dq、1997ef、1998ey、2002ap、2002bl和2003jd),它们被认为是伽玛射线暴喷流的宿主。我们的观测没有发现典型的(甚至是亚高能的)GRB的证据,并且排除了在84%的置信水平下每个宽线SN都有GRB的情况。他们的大光球速度和不对称的喷出物(从分光偏振和星云光谱推断)似乎是非相对论性超新星爆炸的特征,并不一定意味着相关的伽玛射线暴喷流的存在。
2005-12-06 astro-ph
The Physics of Core-Collapse Supernovae
超新星是自然界最大的爆炸,也是一个天体物理实验室,其中存在着地球上无法实现的独特条件。它们也是锻造大多数比碳重的元素的熔炉。几十年来,科学家们一直在争论这些爆炸的物理机制。很明显,最终的能量来源是引力,但中微子、流体不稳定性、旋转和磁场的相对作用仍有争议。
2006-01-12 astro-ph
Magnetic Fields in Core Collapse Supernovae: Possibilities and Gaps
对核心坍缩超新星的光谱偏振测量表明,它们是不对称的,而且通常是双极的,但不是普遍的。IIb型SN 1993 J和类似事件在斯托克斯参数平面上表现出较大的分散性。观测计划显然可以让我们了解更多关于不对称超新星的复杂性和不对称性所涉及的物理学。喷流引发的超新星模型给出了一个典型的喷流/环面结构,这让人想起一些天体,如蟹状星云,SN 1987 A,也许还有Cas A。喷流,反过来,可能会产生的内在旋转和磁场,预计伴随核心崩溃。我们总结了磁旋转不稳定性对核心坍缩问题的潜在重要性,并概述了~10^{15} G的大磁场可能对超新星爆炸物理学产生的一些影响。本文总结了多维磁芯坍缩问题中的一些问题,并对最近的一些MHD坍缩计算进行了评述。
2004-12-15 astro-ph
Understanding Core-Collapse Supernovae
我总结,在一个扩展的抽象的形式,正在进行的努力在亚利桑那大学(和合作),以了解核心坍缩超新星理论。包括1D(SEMPLE)和2D(VULCAN/2D)代码和结果的简短讨论,以及旋转的可能作用的讨论。重点介绍了多维辐射流体力学和中微子驱动机制的基本物理学的最新发展。
2004-05-21 astro-ph
Neutrino-Matter Interaction Rates in Supernovae: The Essential Microphysics of Core Collapse
中微子-物质相互作用速率是核心坍缩现象的核心,也许也是核心坍缩超新星爆炸机制的可行性的核心。在本文中,我们目录和讨论的主要中微子散射,吸收和生产过程,共同影响的结果核心崩溃和冷却的质子中子星。这些是用于模拟超新星现象的代码的基本输入,理解这些过程是超新星理论继续取得进展的先决条件。
2002-11-18 astro-ph
Simulations of Core Collapse Supernovae In One and Two Dimemsions Using Multigroup Neutrino Transport
在一个维度上,我们提出的结果从稳态多群通量限制扩散和玻尔兹曼中微子运输的比较,集中在数量的中心postbounce冲击再加热。在两个维度上,我们提出了耦合一维多群限流扩散到二维PPM流体动力学的模拟结果。
1997-04-17 astro-ph
Advances in Multi-Dimensional Simulation of Core-Collapse Supernovae
我们讨论了最近的进展,辐射流体动力学模拟的核心坍缩超新星在多维空间。一些早期的完全辐射流体动力学模型的尝试要么使用灰色近似来描述中微子分布,要么使用更复杂的多群输运方法,仅限于径向射线。在这两种情况下,这些模型还忽略了O(v/c)项,这些项在坍缩核心的光学厚区域中强烈耦合辐射和物质。在本文中,我们提出了一些最新的进展,解决了早期模型的一些缺点。
2005-06-08 astro-ph
Constraints on Dark Energy from Supernovae, Gamma Ray Bursts, Acoustic Oscillations, Nucleosynthesis and Large Scale Structure and the Hubble constant
光度距离与红移定律现在使用超新星和伽马射线暴测量,角尺寸距离在最后散射的表面由CMB测量,在z = 0.35时由重子声学振荡测量。本文将这些数据拟合到状态方程模型中,其中w =-1,w = const,w(z)= w_0+w_a(1-a)。最后一个模型是不良的距离数据的约束,导致非物理的解决方案,其中暗能量占主导地位,在早期的时间,除非修改的大尺度结构和声学尺度的约束,以允许早期的暗能量的影响。平坦的LambdaCDM模型与所有数据一致。
2007-04-29 astro-ph
44Ti and 56Ni in core-collapse supernovae
我们研究了在核塌缩超新星中产生44 Ti和56 Ni的物理条件。在这项初步工作中,我们使用了一系列的后处理网络计算与参数化的膨胀配置文件,这些配置文件代表了在3D超新星模拟中发现的广泛的温度,密度和电子与重子的比例。对影响44 Ti和56 Ni最终产率的临界流动进行了评估。
2008-11-28 astro-ph
Testing the multiple supernovae versus gamma-ray burst scenarios for giant HI supershells
附近星系和我们星系中巨大的HI超壳层的能量来源仍然是一个悬而未决的问题。产生近乎完整的环状超壳层的可能性是多重超新星(SNe)和伽马射线暴(GRB)。在进化的后期阶段,很难区分这些模型。我们表明,如果一个超级壳层已经由多个SNe供电,特殊的金属丰度应该被发现在泡沫内的介质中。我们提出的线诊断,可以检测这种不寻常的丰度,如异常高的比值[O]/[Fe]和[Ne]/[Fe]。在同一元素的离子中,预计来自高电离态的谱线比来自低电离态的谱线具有更高的增强。HI超壳层能量来源的确定将对GRB的速率和能量学以及它们在星系中的位置设置强有力的限制。
2000-03-23 astro-ph
The Innermost Ejecta of Core Collapse Supernovae
我们通过减少中微子散射截面来提高中微子的亮度,或者通过提高加热区的中微子吸收截面来提高加热效率,从而确保成功的爆炸(否则非爆炸模型)。我们的研究表明,在最里面的喷出物中产生的电子分数Ye接近0.5,在某些区域甚至超过0.5。我们提出的影响,由此产生的价值叶核合成产率的核心坍缩超新星的最内层区域。
2004-08-03 astro-ph
Evolution of progenitor stars of Type Ibc supernovae and long gamma-ray bursts
我们讨论如何旋转和二进制的相互作用可能与Ibc型超新星和长伽马射线暴的多样性。在介绍了大质量单星和双星的最新演化模型(包括自转、Tayler-Spruit发电机和双星相互作用)后,我们认为双星系统中的SNe Ibc祖星的性质与单星祖星的自转可能没有显著的不同,并且大多数长的GRB祖星可能是通过亚太阳金属丰度的准化学均匀演化产生的。我们还简要讨论了大质量恒星对流核中产生的磁场对角动量输运的可能作用,这对未来超新星和伽玛暴祖先的恒星演化模型具有潜在的重要意义。
2008-01-28 astro-ph
Non-spherical core collapse supernovae and nucleosynthesis
受超新星SN 1987 A观测的启发,多位作者模拟了核心坍缩超新星包层中的Rayleigh-Taylor(RT)不稳定性(有关评论,请参阅Mueller 1998)。在这些模拟中发现的非径向运动定性地与SN 1987 A中的观测结果一致,但未能定量地解释新合成的56 Ni的混合程度。在这里,我们提出了一个2D流体动力学模拟的结果,重新解决这个故障,并涵盖了核心反弹后的第一个5小时的整个演变。
2000-10-04 astro-ph
Accretion-Induced Conversion of High-Velocity Neutron Stars to Strange Stars in Supernovae and Implications for Gamma-Ray Bursts
我们提出了一个新的伽马射线暴(GRB)模型,它不仅与超新星有关,而且具有小的重子污染。在这个模型中,我们假设一个新生的中子星在超新星喷出物中以$\sim 10^3 {\rm km} {\rm s}^{-1}$的反冲速度向外运动。我们发现这样的中子星仍然超临界地吸积其周围的超新星物质。一旦恒星质量增加到某个临界质量,中子星将经历相变成为一颗奇异星,导致几个$10^{52}$尔格的能量释放。这种相变,如果可能发生在超新星前沿附近,将首先导致一个超相对论火球,然后是伽玛射线暴。这为GRB-超新星关联提供了一个合理的解释。我们估计爆发率为每个星系每年$\sim 10^{-6}$。我们的模型还预测了其他可能性。例如,如果所产生的火球具有几个数量级的洛伦兹因子,它们将产生BeppoSAX观测到的X射线伽马射线暴。我们发现这种爆发的速率是每个星系每年$\sim 10^{-5}$。
2001-05-10 astro-ph
Detecting the progenitors of core collapse supernovae
核心坍缩超新星的前身的质量和演化状态并没有很好地受到直接观测的约束。恒星演化理论通常预测,初始质量小于30 M_sol的大质量恒星在成为冷的M-型超巨星时,应该经历核心坍缩。然而,在爆炸前只有两颗超新星的前身是SN 1987 A和SN 1993 J,而且它们都不是M型超巨星。试图识别超新星的祖先是一项艰巨的任务,因为由于显而易见的原因,精确预测大质量恒星爆炸的时间是不可能的。有几种不同类型的超新星具有不同的光谱和光度演化,目前还不知道这些超新星与祖星的演化状态有何关系。我将描述一个新的项目,它可能会允许直接识别核心坍缩超新星的祖先前爆炸图像解决,附近的星系。这一项目现在有了几个设施保存的优秀图像档案,并将通过建立虚拟观测台的新举措得到加强,其中最早的一个虚拟观测台ASTROVIRTEL已经取得成果。
2001-12-07 astro-ph
Relativistic Bullets Ejection from Supernovae and Generation of Gamma Ray Bursts
一般认为宇宙学伽马射线暴(GRB)是由洛伦兹因子(Gamma)>~ 100的相对论性天体减速产生的。我们研究的可能性,一些伽玛暴产生的相对论物质喷射从超新星。在这个模型中,很可能物质在产生伽玛射线暴之前必须穿过原始物质的厚包层。在假设喷射出的物质被描述为一个单一的集体物质,我们得到的约束的问题,有伽玛>~ 100在突破的祖先。考虑这种类型的模型的一个优点是,预期的GRB能量是足够大的,在高能超新星爆炸的冲击爆发的GRB生成模型相比。我们发现,一般情况下,物质的截面必须非常小,与祖先的半径相比,因此物质必须是子弹(或射流)状,而不是贝壳状。
1999-11-09 astro-ph
Radio Studies of Young Core Collapse Supernovae
本文介绍了用GMRT对两个射电亮SNe(SN 1993 J,SN 1979 C)进行的一年多多频观测。它们的射电光变曲线追踪了超新星爆发前恒星风中质量损失的演变。它们在低频的光谱区分同步自吸收和自由-自由吸收模型。还观察到两个非常相似的IIp型SN 1999 gi和SN 1999 em,我们对它们的祖细胞质量进行了评论。这些对核心坍缩超新星不同子类的观测将有助于确定它们的祖先。
2002-05-16 astro-ph
Stability of Standing Accretion Shocks, With an Eye Toward Core Collapse Supernovae
我们研究的稳定性,球形吸积冲击。吸积冲击出现在核心坍缩超新星(本文的重点),恒星形成,吸积白矮星和中子星。我们提出了一个简单的分析模型,并使用随时间变化的流体动力学模拟表明,这种解决方案是稳定的径向扰动。在两个维度上,我们表明,小扰动的球形激波前可以导致快速增长的湍流后面的冲击,驱动的涡量从现在的非球形激波的注射。我们讨论的后果,这种不稳定性可能有超新星机制。
2002-10-29 astro-ph
Multigroup Models of the Convective Epoch in Core Collapse Supernovae
理解核心坍缩超新星的爆炸机制是一个问题,一直困扰着核天体物理学家,因为这种现象的第一个计算模型是在20世纪60年代进行的。我们目前关于这种剧烈现象的理论是围绕着多维效应展开的,这些效应涉及到热的、致密的物质和中微子的辐射流体动力学流动。对这些多维辐射流进行建模提出了一个计算挑战,这将继续强调从万亿次到千万亿次的高性能计算。在本文中,我们描述了一些科学发现,我们已经通过太尺度的超新星计算模拟的主持下,科学数据中心资助的太尺度超新星计划。
2005-07-12 astro-ph
Nucleosynthesis of PopIII Core Collapse Supernovae and the Abundances of Extremely Metal Poor Stars
基于新一代理论超新星前模型和零金属量大质量恒星的爆炸,以及[Fe/H]<-2.5的均匀恒星样本的新丰度分析,我们提出了对极端贫金属恒星中观测到的丰度的新分析(Cayrel et al. 2004)。
2005-07-14 astro-ph
Twenty Years of Galactic Observations in Searching for Bursts of Collapse Neutrinos with the Baksan Underground Scintillation Telescope
总结了银河系中微子辐射观测20年的结果。除了超新星SN 1987 A的中微子信号记录,没有发现坍缩中微子的银河系爆发。得到了银河系引力坍缩平均频率的上界$f_{collapse} (90% {confidence}) < 0.13 {yr}^{-1}$。
2002-12-20 astro-ph
Supernovae in Three-Dimension: A Link to Gamma-Ray Bursts
一个喷流驱动的超新星(SN)爆炸模型的观测结果。结果进行了详细的比较与光学观测SN 1998 bw与伽马射线暴。结果表明,喷流模型是能够重现几乎所有的光学观测可用于此SN,虽然一个球形模型未能解释一些观察到的功能。由于视角效应,SN喷出物所需的动能与之前的球形模型所获得的动能(~ 5 x 10^{52} erg)相比减少到~ 2 x 10 ^{52} erg,但这仍然远远大于规范SN的动能(~10^{51} erg)。
2007-08-07 astro-ph
Supernovae, Gamma-Ray Bursts, and Stellar Rotation
恒星自转可能带来的最戏剧性的后果之一是它对恒星死亡的影响,特别是对大质量恒星的影响。如果铁核坍缩时的角动量足以产生一颗周期为5毫秒或更短的中子星,那么旋转将对超新星爆炸机制产生重要影响。伽马射线暴(GRB)的前身需要更短的周期,相当于中子星分裂时的自转周期。目前的恒星模型,虽然提供了一个多余的角动量的恒星,仍然没有达到所需要的伽马射线暴。本文讨论了利用中微子风和螺旋桨机制使普通超新星中的年轻中子星减速的可能性。在超新星爆发的第一天,缓慢移动的喷出物的回落可能是至关重要的。另一方面,伽马射线暴的产生可能需要恒星合并,而且质量损失和磁矩的效率可能比目前估计的要低。
2003-01-17 astro-ph
Neutron star mergers versus core-collapse supernovae as dominant r-process sites in the early Galaxy
r-过程的天体物理性质是一个长期存在的谜团,过去曾提出许多可能的来源,其中包括低质量的核心坍缩超新星(在8 - 10 Msol范围内),高质量的核心坍缩超新星(质量> 20 Msol)和中子星合并。在这项工作中,我们提出了一个详细的不均匀的化学演化研究,认为第一次中子星合并为主要的r-过程源,并比较这种情况下,核心坍缩超新星作为主导的r-过程网站。我们的结论是,由于缺乏可靠的铁和r-过程产量作为祖质量的函数,目前不可能区分低质量和高质量的超新星的情况下,不均匀的化学演化的框架内。然而,中子星合并似乎被排除为主要的r-过程源,因为它们的发生率低,会导致r-过程富集,这与在非常低的金属丰度下的观测结果不一致。此外,由单个中子星合并注入的大量r-过程物质导致了[r-过程/Fe]比在以后的时间内的分散,这与观测结果相比太大了。
2003-09-08 astro-ph
Sensitivity of Core-Collapse Supernovae to Neutrino Luminosity in Cases of Anisotropic Neutrino Radiation
我们证明了各向异性中微子辐射的核心坍缩超新星爆炸的机制的重要性。通过对中微子辐射场固定的新参数的研究,证明了在中微子总光度一定的情况下,中微子辐射的整体各向异性是提高爆炸能量的最有效机制。我们讨论了原因,并证明了超新星爆炸的成功如何敏感地取决于中微子的亮度。
2003-12-25 astro-ph
Spectropolarimetry of Core-Collapse Supernovae
本文简要回顾了核心坍缩超新星(SNe)的偏振光谱学研究的新领域。光谱偏振法提供了唯一已知的直接探测早期超新星(SN)几何形状的方法。基本的结果是,非球面性是年轻的核心坍缩SNe的一个普遍存在的特征。然而,非球面的性质和程度变化很大。核心塌陷SN极化的最佳预测因素似乎是爆炸时完整的氢包层的质量:那些来自具有大的完整包层的祖先的SNe(例如,II型平台)具有非常低的极化,而那些在爆炸前失去部分(SN IIb,SN IIn)或全部(SN Ib)氢(甚至氦; SN Ic)层的祖先产生的那些倾向于显示出显著的极化。因此,我们越深入地探索核心坍缩事件,非球面性似乎就越大,这表明了一种基本上不对称的爆炸,这种不对称性被外壳材料的加入所抑制。
2004-09-21 astro-ph
Modeling Core-Collapse Supernovae in 3-Dimensions
我们提出了第一个完整的3维模拟的核心崩溃的大质量恒星从崩溃的开始,由此产生的超新星爆炸。我们比较的结构发生在3维模型与过去的2维模拟的对流不稳定性。虽然对流不稳定性显然是3维的性质,我们发现,无论是流量的大小规模和净增强中微子加热之间的2-和3-维模型没有很大的不同。爆炸能量、爆炸时间尺度和残余质量在二维和三维模拟之间的差异不超过10%。
2002-06-03 astro-ph
Supernovae and Gamma-Ray Bursts Powered by Hot Neutrino-Cooled Coronae
宇宙学爆炸,如核心坍缩超新星(SNe)和伽马射线暴(GRB),被认为是由大约相当于太阳质量的引力束缚能快速转换成相对少量的可观测动能提供动力的。被排出的物质对所发射的中微子(带走结合能的粒子)的部分吸收是一种被广泛讨论的驱动这种爆炸的机制。以前的工作解决中微子发射从核心坍缩一样的环境假设,传出的中微子光谱非常类似于一个黑体,其有效温度是由能量释放率和整个身体的表面积。不幸的是,这种假设使中微子驱动爆炸机制的净效率最小化。出于这一事实,我们定性地概述了一个方案,热日冕变形的中微子光谱远离一个凉爽的热发射体。我们的主要结果是,在原则上,日冕驱动的爆炸机制可以提高中微子驱动的SNe和GRB的净效率超过一个数量级。
2005-04-11 astro-ph