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
Models of Rapidly Rotating Neutron Stars: Remnants of Accretion Induced Collapse
构造了不同旋转的新生中子星的平衡模型，它反映了快速旋转的白矮星吸积导致坍缩的结果。模型的建立分两步进行：（1）构造一个快速旋转的坍缩前白矮星模型;（2）构造一个与白矮星具有相同总质量和角动量分布的静止轴对称中子星。由此产生的坍缩物体由一个高密度的中央核心组成，大小约为20公里，周围是一个从旋转轴延伸超过1000公里的巨大吸积环。这些中子星的旋转动能与引力势能的比值在0.13到0.26之间，表明其中一些天体可能具有非轴对称的动力学不稳定性，可能会发出大量的引力辐射。
2001-07-06 astro-ph
Core-Collapse Simulations of Rotating Stars
我们展示了使用旋转祖星进行的一系列二维核心坍缩模拟的结果。我们发现，在这些模拟中的对流是不太有力的，因为a）旋转削弱了核心反弹的种子中微子驱动的对流和b）在旋转的核心角动量分布稳定对流。有限的对流导致爆炸，爆炸发生的时间较晚，而且比非旋转核心坍塌产生的爆炸要弱。但由于对流被限制在极地地区，因此当爆炸发生时，沿极轴方向的对流较强。这种不对称爆炸可以解释核心坍缩超新星的偏振测量。这些不对称性也提供了一种自然机制，将核合成的产物混合到恒星的氦和氢层中。我们还讨论了这些旋转恒星的坍缩对产生磁场和中子星反冲的作用。给定一系列的祖旋转周期，我们预测一系列的超新星能量相同的祖质量。黑洞形成的临界质量也取决于其前身的旋转速度。
1999-07-30 astro-ph
A search for optical bursts from the rotating radio transient J1819-1458 with ULTRACAM
我们报告了对J1819-1458光暴的搜索，J1819-1458是最近发现的旋转射电瞬变（RRAT）的成员。J1819-1458在1.4 GHz处每3.4分钟出现3毫秒的爆发，峰值流量为3.6 Jy，这意味着它在无线电波长下每天只能看到1秒。假设可见光以类似的方式表现，因此检测RRAT的最敏感方式不是长时间曝光，而是使用安装在大口径望远镜上的高速相机捕获单个爆发。使用ULTRACAM的4.2米威廉赫歇尔望远镜（WHT），我们获得了97100图像的领域J1819-1458，每18.1毫秒的曝光时间和帧之间基本上没有死区时间。我们没有发现任何证据表明，在u '，g'和i'的爆发在亮度超过15.1，17.4和16.6（5西格玛），相应的流量小于3.3，0.4和0.8毫焦耳在3560 A，4820 A和7610 A，分别。
2006-07-20 astro-ph
Gamma-Ray Burst Phenomenon as Collapse of QED Magnetized Vacuum Bubble: Analogy with Sonoluminescence
我们把伽马射线暴现象看作是在吸积等离子体共振MHD场中由于磁泡形状不稳定性的过程而导致的磁腔的非线性坍缩，磁腔具有很强的磁场B = 10^15 - 10^16 G.考虑了强磁场对真空极化率的QED效应。我们开发了一个类比与声致发光（SL）的现象时，气泡位于周围的液体与驱动的声音强度。我们表明，伽玛暴和SL现象之间的这种相似性确实存在。
1999-08-11 astro-ph
General Relativistic MHD Simulations of the Gravitational Collapse of a Rotating Star with Magnetic Field as a Model of Gamma-Ray Bursts
我们对作为伽马射线暴模型的磁化旋转大质量恒星的引力坍缩进行了2.5维广义相对论磁流体动力学（MHD）模拟。该模拟显示了盘状结构的形成和在核心反弹时发射的冲击波内部产生的射流状流出。我们发现射流在磁压力和离心力的作用下加速，在极向磁场的几何效应和旋转放大的环向磁场的箍缩力的作用下准直。喷流的最大速度是温和的相对论（$\sim$ 0.3 c）。
2003-12-02 astro-ph
Collapse of rotating stars in the Universe and the cosmic gamma ray bursts
我们在这里分析大质量（初始质量高于8个太阳质量）的近距离双星的晚期演化阶段。我们的目的是研究伽马射线暴（GRB）起源的可能机制。本文假设伽玛暴现象需要形成大质量的（约1000 μ m）γ射线。1 M_sun）紧凑型（约10公里）克尔黑洞和中子星周围的吸积盘。这种克尔黑洞是沃尔夫-拉叶星在极近双星系统中坍缩以及中子星与黑洞、中子星与中子星在近双星系统中合并的产物。所需的吸积盘也可以在中子星周围形成，这些中子星是在吸积氧氖白矮星的坍缩过程中形成的。我们估计的事件的频率，导致一个旋转的崩溃有关的快速旋转相对论性物体在银河系中的形成。我们使用“场景机器”进行计算。
2006-07-14 astro-ph
The circumstellar medium around a rapidly rotating, chemically homogeneously evolving, possible gamma-ray burst progenitor
快速旋转、化学成分均匀演化的大质量恒星被认为是长伽马射线暴的祖先。我们提出了一个快速旋转的20 Msol恒星周围的星周介质在Z=0.001的金属丰度的演化的数值模拟。它的旋转速度足够快，可以产生准化学均匀演化。虽然传统上，20 Msol的恒星不会演变成沃尔夫-拉叶阶段，所考虑的模型从主序直接演变成氦主序。我们使用随时间变化的风参数，如质量损失率，风速和旋转引起的风各向异性的演变模型作为输入的二维流体动力学模拟。虽然压力驱动的星周气泡的外缘是球形的，但在近临界旋转期间和之后，靠近恒星的星周介质显示出强烈的非球形特征。我们的结论是，快速旋转的大质量恒星周围的星周介质与类似质量的非旋转恒星周围的物质有很大的不同。预测了伽马射线暴余辉谱中的多重蓝移高速吸收分量。在恒星生命的最后几千年里，由于近临界旋转和短恒星演化时间尺度，我们发现极向的星周密度分布与通常与恒星附近的恒星风相关的1/R^2密度分布有很大的偏差
2007-11-29 astro-ph
R-Modes on Rapidly Rotating, Relativistic Stars: I. Do Type-I Bursts Excite Modes in the Neutron-Star Ocean?
在I型爆发期间，湍流爆燃锋可能在中子星海洋和高层大气中激发频率为$ω\sim 1$ Hz的波。在爆发期间，这些波可以作为高度相干的通量振荡来观察。这些波的频率随着中子星上层冷却而改变，这解释了观测到的QPO频率的微小变化。原则上，可以激发几种模式，但对于给定的激发，基本浮力$r-$模式表现出比所有其他模式明显更大的可变性。燃烧层本身和底层海洋模式的分析表明，这些模式不太可能解释观测到的爆发振荡。另一方面，位于中子星大气较冷部分的光球模式可能为观测到的振荡提供很好的解释。
2003-09-23 astro-ph
Collapse of Neutron Stars to Black Holes in Binary Systems: A Model for Short Gamma Ray Bursts
在低质量双星系统中，中子星通过洛希瓣溢出或白矮星/中子星并合吸积~ 0.1 - 1 M_o的物质，足以超过中子星的临界质量，触发中子星坍缩成黑洞，导致短伽马射线暴（SGRB）的产生。在这个模型中，SGRB通常会在早期星系或球状星团环境中发现，尽管它们也可以通过恒星形成星系的高质量双星系统中的星风吸积形成。虽然坍缩事件可能持续时间很短（<< 1 s），但余辉的复杂性可能是由火球中的中子退耦和随后的伴随残骸（例如，被破坏的白矮星核心）的吸积产生的。
2006-04-06 astro-ph
On Rapidly Rotating Magnetic Core-Collapse Supernovae
我们分析了在快速旋转的核塌缩超新星中可能发生的磁效应。我们考虑的影响，从磁湍流和磁泡的形成。对于磁湍流，我们对球对称核坍缩超新星模型进行了微扰分析，该模型考虑了坍缩和反弹后不久吸积到原中子星上的物质中磁场能量的积累。这大大改变了压力分布，增加了原中子星上方物质的加热，导致爆炸，即使在旋转的恒星中也不会爆炸。关于磁泡，我们表明，一个适度的初始均匀磁场和均匀的角速度~0.1 rad/s的模型可以形成磁泡由于非常非同源性质的崩溃。据估计，气泡的浮力导致原中子星中的物质上升，将富含中微子的物质带到中子星表面。这就增加了中微子的亮度，足以在早期实现成功的中微子驱动爆炸。因此，这两种磁机制都为引发II型核心坍缩超新星提供了新的手段。
2005-08-04 astro-ph
Gravitational collapse as the source of gamma-ray bursts
如果$e^{-}e^{+}$对产生的阈值取决于光子动量之间的角度，并且如果$γ$射线正好在伽马射线暴（GRB）源中准直，则紧凑性问题的另一种解决方案是可能的。给出了描述伽玛暴能量释放$< 10^{49}$ erg的基本假设：如果所有长持续时间的伽玛暴都与核塌缩超新星（SNe）有物理联系，那么它就是超相对论火球的替代物。辐射压力的问题，以及如何产生的喷流帐户，即使是一个小的辐射场不对称性的紧凑型伽玛暴源的大小$\lesssim 10^8$厘米，和观测后果的紧凑型模型的伽玛暴被认为是。
2008-05-21 astro-ph
Stability of rigidly rotating relativistic stars with soft equations of state against gravitational collapse
在广义相对论中，利用软状态方程研究了刚性旋转恒星的长期稳定性。采用多方指数$n$在3 ~ 3.05之间的多方状态方程来模拟旋转恒星。稳定性是根据转折点法确定的。结果表明：（i）对于$n \agt 3.04$，所有的刚性旋转恒星都是准径向振荡不稳定的;（ii）对于$n \agt 3.01$，无量纲角动量参数$q \equiv cJ/GM^2$（其中$J$、$M$、$G$和$c$表示角动量、引力质量、引力常数和光速，对于所有边缘稳定的旋转恒星，分别）大于1。半解析计算也进行了，并与数值结果吻合良好。假设静止质量分布作为特定角动量的函数被保持，并且压力永远不会停止坍缩，则对具有$q > 1$的刚性旋转和边缘稳定的大质量恒星的轴对称引力坍缩的最终结果进行了预测。研究发现，即使对于$1 < q \alt 2.5$，黑洞也可能是坍缩的结果，但对于$q \agt 2.5$，显著的角动量将阻止黑洞的直接形成.
2004-03-08 astro-ph
Cosmological Flashes from Rotating Black Holes
目前的现象学认为，宇宙伽马射线暴对高密度物质的反应存在一个致密的贫重子能量源。短和长的伽马射线暴与超和悬浮吸积到缓慢和快速旋转的黑洞的关联预测了来自短暴的弱X射线余辉发射，如GRB 050509 B和GRB 050709。长伽马射线暴可能是大质量恒星核心坍缩过程中快速旋转的大质量黑洞的诞生地，如GRB 030329中的超新星SN 2003dh。这预示着由黑洞的自旋能量提供动力的引力辐射的长时间爆发。与SN 1987 A中的MeV中微子发射不同，这可以由先进的探测器LIGO和Virgo每年测试一次，最远距离约为100 Mpc。探测到预期的啁啾和长时间的引力波爆发，有望将克尔黑洞确定为宇宙中最明亮的物体。
2005-10-12 astro-ph
Simulation of the Gravitational Collapse and Fragmentation of Rotating Molecular Clouds
本文研究了旋转等温巨分子云（GMC）复合体的随后（逃逸）碎裂过程。我们自己开发的平滑粒子流体动力学（SPH）气体动力学模型成功地再现了我们银河系中观测到的云质量分布函数（CMF）（甚至是我们银河系内部和外部之间的差异）。稳定状态的CMF建立在崩溃过程中的自由落体时间尺度的GMC。我们表明，一个关键的参数，它定义了所观察到的斜率的现今CMF，是初始比率的旋转（湍流）和重力能量内的碎片GMC。
2005-06-08 astro-ph
Are Gamma-Ray Bursts Signals of Supermassive Black Hole Formation?
通过超大质量天体的引力坍缩（$M \ga 10^4 M_\odot$）形成超大质量黑洞被认为是宇宙学伽马射线暴的一个来源。这个模型的主要优点是，这种坍缩比恒星残骸合并的能量要大得多。这个想法的主要缺点是严重的重子加载问题在一维模型。我们可以证明，在BATSE数据库中观测到的伽马射线暴的对数N -对数P（数量与峰值通量）分布与超大质量天体坍缩是伽马射线暴起源的鉴定并不矛盾。这一结论对一系列合理的宇宙学和伽马射线暴光谱参数是有效的。
1998-12-15 astro-ph
Evolution of Collapse Nonuniformity for Rotating Magnetic Interstellar Clouds
研究了旋转磁星际云等温坍缩非均匀性的形成和演化。初始和边界条件对应于从与外部介质的压力平衡的均匀云收缩的问题的陈述。初始均匀磁场与角速度共线。快和慢磁声稀疏波的形成和传播从云的边界向其中心在早期的崩溃阶段。快速稀疏波的波前将气体质量分成两部分。密度、角速度和磁场在内部区域中保持均匀，而在外部区域中具有不均匀的轮廓。根据初始角速度和磁场之间的关系，稀疏波沿旋转轴可以采取长扁和扁扁两种形状。我们推导出一个标准，分离的两个政权的稀疏波动力学与电磁力和离心力的主导作用。基于解析估计和数值计算，我们讨论了旋转磁星际云坍缩非均匀性演化的可能情形。
2006-07-26 astro-ph
Transient radio bursts from rotating neutron stars
相对而言，“无线电天空”中的瞬变信号尚未得到探索，但无线电瞬变搜索的潜力很大，最近发现的一种以前未知的源就证明了这一点，这种源的时间尺度从几分钟到几小时不等。在这里，我们报告了一个新的大规模搜索的无线电源变化在更短的时间尺度。这揭示了11个物体的特点是单一的，分散的爆发，持续时间在2至30毫秒之间，爆发之间的平均时间间隔从4分钟到3小时不等，无线电发射通常每天不到1秒。从爆发到达时间的分析，我们已经确定了11个源的周期在0.4 - 7秒的范围内，这表明旋转中子星的起源。尽管目前探测到的源数量很少，但它们短暂的性质意味着银河系的总人口大大超过了定期脉冲的射电望远镜。十个源中有五个的周期大于4 s，其中三个源的周期导数已经被测量出来，其中一个具有非常高的推断磁场5e 13 G，这表明这个新的种群与在X射线和伽马射线波长下观察到的其他类别的孤立中子星有关。
2005-11-22 astro-ph
Gamma Ray Burst Production and Supernova Signatures in Slowly Rotating Collapsars
我们认为吸积到新生的黑洞的旋转大质量的恒星核心崩溃后，在离心支撑的磁盘让位于近径向流入低角动量的阈值。对于取自超新星前（pre-SN）演化计算的实际初始条件，所涉及的密度和温度需要使用详细的状态方程和中微子冷却过程，以及对广义相对论影响的定性考虑。通过二维动力学计算，我们展示了如何的能量释放的影响的旋转速率和角动量运输的强度，从而产生定性不同的解决方案的限制，高和低的角动量，每个都能够供电的伽马射线暴（GRB）。我们探讨了在这两个制度中产生Fe族元素的可能性，并建议，虽然大型和大规模的离心支撑盘能够驱动强大的外流与可能的SN样签名，准径向流缺乏这样的功能，并可能产生GRB没有这样的伴随功能，如GRB 060505。
2009-03-04 astro-ph
Neutrino Tomography of Gamma Ray Bursts and Massive Stellar Collapses
能量在TeV以上的中微子可以作为恒星祖先和恒星核心坍缩产生的伽马射线暴的喷流动力学的探针。他们还可以探测不会导致伽马射线的坍缩，伽马射线可能更多。我们计算详细的中微子光谱从冲击加速质子在射流下面的外部恒星信封，在他们出现之前。我们目前的中微子通量估计，从这样的预爆喷流两个不同的大质量恒星祖先模型。这些应该是由IceCube区分，我们讨论的影响。
2003-10-14 astro-ph hep-ph
Jet Formation from Rotating Magnetized Objects
喷流的形成很可能与旋转磁化体附近的物质加速有关。它通常与黑洞周围的吸积盘的质量流出和喷射有关。讨论了射流准直问题。在恒星形成或超新星爆炸过程中，旋转磁化体的坍缩在坍缩开始时，在一定的角速度和磁场分布下，可能导致类似喷流的物质抛射。通过对磁化体在准偶极子场作用下坍缩过程的数值模拟，讨论了磁旋转爆炸过程中射流的形成。
2001-04-27 astro-ph
Propagation of thermonuclear flames on rapidly rotating neutron stars: extreme weather during type I X-ray bursts
我们分析了在海洋中的吸积，快速旋转，在LMXB的非磁性中子星在I型X射线爆发的全球流体动力学流。我们的分析考虑了恒星的快速旋转和爆发期间燃烧的海洋的抬升。我们发现了一个新的制度，蔓延的核燃烧前，在那里的火焰进行沿相干剪切流穿过前面。如果湍流粘性较弱，火焰传播速度约为20 km/s，而如果湍流粘性在动力学上很重要，火焰速度会增加，当涡流翻转频率与科里奥利参数相当时，火焰速度会达到最大值，约为300 km/s。我们表明，由于旋转减少重力，热核失控很可能开始在赤道。赤道带首先被点燃，然后火焰从赤道传播到两极。不均匀冷却（赤道第一，两极第二）驱动强大的纬向电流，这可能是不稳定的形成的超导型涡旋，我们推测，这些涡旋负责调制的X射线通量的尾巴，一些爆发。我们认为，强带状电流的调制频率的X射线通量的影响，并表明，在一些突发中观察到的频率漂移的大值可以占我们的模型结合均匀的径向膨胀模型。此外，如果不均匀性被捕获在传播燃烧前沿周围的前向带状流中，则在爆发上升期间可以检测到具有大频率范围（~25-500 Hz）的啁啾。我们认为，MHD发电机内燃烧的前端可以产生一个小规模的磁场，这可能会强制垂直刚性流在前面的尾流，可以解释的连贯性振荡的突发尾部。
2001-08-04 astro-ph
An Explanation for the Bimodal Distribution of Gamma-Ray Bursts: Millisecond Pulsars from Accretion-Induced Collapse
宇宙学伽马射线暴（GRB）可能是由从具有强磁场的快速旋转致密天体中提取的纯电磁能（坡印廷通量）的耗散驱动的。其中一种可能性是由一颗白矮星的吸积诱导坍缩（AIC）形成的年轻毫秒脉冲星（MSP）。一个有效的磁发电机，可能在最初的热和动荡的MSP内部的第一秒运行，以及随后的适度的伽马射线发射外流的组合，将很容易解释能量限制。但是，这些模型的显着特点是，它们可以自然地解释迄今无法解释的伽玛暴时间的双峰分布。这两个爆发类别可能分别对应于在重力不稳定极限之上和之下形成自旋的MSP。在前一种情况下，自旋下降的时间尺度是由于引力辐射发射（$<1s$），而后者的自旋下降的时间尺度是由于电磁偶极子发射（$\gg 1s$）。这两个时间尺度解释了短和长的GRB持续时间，即观察到的双峰GRB持续时间分布。一个自然的预测是，短持续时间的伽玛暴将伴随着强引力辐射发射，这是缺乏从较长的类。两者都将显示毫秒级的变化。
1997-10-14 astro-ph
The Blandford-Znajek mechanism with Vacuum Breakdown as a Gamma-ray Burst Progenitor
长持续时间的GRB现象的能量进行了比较与BZ机制。用一个非常简单的假设：旋转黑洞与吸积环之间的非弹性碰撞，粗略估计了从具有Blandford-Znajek机制的旋转黑洞中提取的能量.伽玛射线暴的能量学需要一个高磁场来打破黑洞周围的真空，并产生一个e $^\pm$火球。
2001-05-31 astro-ph
Gamma-Ray Bursts and Afterglows from Rotating Strange Stars and Neutron Stars
本文讨论了一种基于异旋奇异星的$γ$射线暴的新模型。该模型中的奇异星和Kluuberniak-Ruderman模型中的差速旋转中子星可以产生伽玛暴所需的极端相对论性的、可变的火球，然后成为毫秒级伽玛暴。本文研究了这种粒子通过磁偶极辐射对爆后火球膨胀的影响。这两个模型不仅能自然地解释伽玛暴的各种特征，而且能解释余辉的光变曲线。
1998-10-21 astro-ph hep-ph nucl-th
Evolution of rapidly rotating metal-poor massive stars towards gamma-ray bursts
最新的旋转大质量恒星模型（包括磁场）证明，单个恒星的核心很难保持足够的角动量来产生一个双星和伽马射线暴。在低金属丰度时，即使是非常大质量的恒星，由于恒星风的微弱，也可能保留大量的氢包层，这对双星系统模型构成了额外的障碍。在这里，我们考虑的大质量，磁性恒星的快速旋转诱导几乎化学均匀的演变。我们发现，在这种情况下，如果金属丰度足够小，则很容易满足氦星模型的要求：1）快速旋转的氦星形成时不需要去除氢包层，避免了质量损失引起的自旋下降。2)从氦核到氢包层的角动量输运是由磁矩引起的。我们证明了这一点，通过计算各种金属丰度的大质量恒星的演化模型，并根据目前提出的质量损失率推导出这种情况下的金属丰度上限。我们的模型还表明，存在一个较低的CO核心质量限制约10 Msun -这涉及到我们的情况下，只有约20 Msun的初始质量-GRB生产。我们认为，考虑伽玛射线暴祖通道的相对重要性相比，任何通道相关的双星，可能会增加减少金属丰度，这个通道可能是伽玛射线暴从第一恒星的主要路径。
2005-08-10 astro-ph
Stability and collapse of rapidly rotating, supramassive neutron stars: 3D simulations in general relativity
我们在完全广义相对论下进行了三维数值模拟，研究了快速旋转的超大质量中子星在质量脱落极限下的动力学坍缩稳定性。我们采用了绝热状态方程与$Γ= 2$和重点放在均匀旋转的恒星。我们发现，发病的动力学不稳定性沿质量脱落序列几乎与发病的长期不稳定性。不稳定的恒星在大约一个旋转周期内坍缩成旋转的黑洞。我们还研究了稳定的恒星，已不稳定的压力耗尽（例如，通过相变）或质量吸积的崩溃。在任何情况下，我们都没有发现在新形成的克尔黑洞周围形成大质量盘或任何喷出物的证据，即使祖先正在快速旋转。
1999-11-16 astro-ph gr-qc
Chandra Smells a RRAT: X-ray Detection of a Rotating Radio Transient
“旋转射电瞬变”（RRAT）是一种新发现的天文现象，其特征是偶尔发生短暂的射电爆发，爆发之间的平均间隔从几分钟到几小时不等。脉冲串间隔允许识别周期性，其落入0.4至7秒的范围内。因此，RRAT看起来像是旋转的中子星，尽管它们的性质与其余的中子星非常不同。本文介绍钱德拉X射线天文台偶然探测到一个与RRAT重合的亮点状X射线源。我们讨论的时间和光谱特性的X射线发射，考虑在其他波段的同行，并解释这些结果的背景下可能的解释RRAT人口。
2006-08-15 astro-ph
Formation of Millisecond Pulsars from Accretion Induced Collapse and Constraints on Pulsar Gamma Ray Burst Models
我们研究吸积引起的磁化白矮星坍缩作为毫秒双星的起源。我们将磁化吸积盘模型应用于坍缩前吸积的磁性白矮星，计算了白矮星的自旋演化。如果脉冲星的磁场完全来自通量冻结的化石白矮星场，那么一颗典型的毫秒脉冲星诞生时的场强为$\sim 10^{11}-10^{12}G$。磁场强度的不确定性主要是由于磁化吸积盘模型的物理参数的不确定性。对于典型的吸积率$\sim 5\times 10^{-8}M_{\sun}/yr$，导出了脉冲星自旋$Ω_*$和磁场$B_*$之间的简单关联式$(Ω_*/10^4s^{-1})\sim (B_{*}/10^{11}G)^{-4/5}$.这种相关性仍然适用于广泛的崩溃前的物理条件，除非白矮星的自旋和双星轨道同步吸积诱导崩溃之前。我们严格审查的可能性自旋轨道同步在密切的二元系统。利用理想均匀椭球模型，计算了毫秒双星的电磁和引力波辐射，发现电磁偶极子辐射几乎保持不变，而毫秒双星可能由于引力波辐射而自旋上升而不是自旋下降.我们还导出了由吸积引起的坍缩所形成的毫秒巨星系的电磁辐射成为宇宙学伽马射线暴源的物理条件。我们发现，相对论性的γ射线发射和进动的γ射线发射喷流是必需的，除非偶极磁场强度是$>10^{15}$ G;这样强的偶极场是超过那些允许从吸积诱导坍缩形成过程中，除了在自旋轨道同步。
1997-04-28 astro-ph
Collapse of a Rotating Supermassive Star to a Supermassive Black Hole: Fully Relativistic Simulations
在完全广义相对论中，我们研究了匀速旋转的超大质量恒星（SMS）轴对称坍缩成超大质量黑洞（SMBH）的过程。初始SMS的任意质量$M$是边缘不稳定的径向崩溃和旋转的质量脱落的限制。坍缩同样在早期进行，并导致在中心出现一个明显的地平线。虽然我们的积分在最终平衡达到之前终止，但我们确定最终黑洞将包含系统总质量的约90%，并具有自旋参数$J/M^2 \sim 0.75$。剩余的气体形成围绕初生孔的旋转盘。
2002-05-07 astro-ph gr-qc
Dynamical evolution of rotating stellar systems: I pre-collapse, equal mass systems
通过求解（E，Jz）空间中的轨道平均Fokker-Planck方程，研究了转动对碰撞恒星系统动力学演化的影响。我们发现，大量的初始旋转驱动系统进入一个阶段的强烈的质量损失，而它是适度的收缩。虽然角动量向外传输，但核心的旋转速度比以前更快。与此同时，核心正在加热。考虑到这些特征，这个相位可以与Hachisu（1979）发现的重力陀螺仪“灾难”联系起来。中心角动量的增加在大约2-3个初始半质量弛豫时间后趋于平稳，表明这一“灾难”的来源已经耗尽。最后，中心角速度再次增加，但中心密度的功率相当小-与自相似收缩朝向坍缩期间的中心速度色散的功率相同。旋转曲线平坦，椭圆度变化随时间减小，但它们的形状非常相似。这些结果表明，存在一个自相似的解决方案，以及旋转集群。旋转速度和椭圆率的最大值出现在大约半质量半径处。
1997-04-29 astro-ph
Long Gamma-Ray Bursts and Type Ic Core Collapse Supernovae Have Similar Locations in Hosts
当余辉在长时间伽马射线暴（LGRB）的位置消失时，Ic型超新星（SN Ic）是唯一被观测到的核塌缩超新星。最近的工作发现，高红移星系中的LGRB样本与核心坍缩环境的集合具有不同的环境，这些环境可以从它们的颜色和光变曲线中识别出来。LGRB位于其宿主的最亮区域，但核心坍缩样本遵循星系光的整体分布。在这里，我们检查了504颗超新星，并根据它们的光谱进行了类型分配，这些超新星位于附近（z < 0.06）的星系中，我们已经从斯隆数字巡天（SDSS）中构建了表面测光。热核超新星（SN Ia）和一些核心坍缩超新星（SN II和SN Ib）的分布遵循星系光，但SN Ic（像LGRB一样）更有可能在其宿主的最亮区域爆发。LGRB的高红移宿主绝大多数是不规则的，没有凸起，而许多低红移的SN Ic宿主是有小凸起的螺旋。当我们从我们的低红移样品中去除凸起光时，SN Ic和LGRB分布非常一致。如果LGRB和SN Ic都来自大质量恒星，那么似乎LGRB也需要形成SN Ic的必要条件。其他因素，包括金属丰度，可能决定大质量恒星的恒星演化是否会导致一个LGRB，其下有一个宽线的SN Ic，或者只是一个没有伽马射线暴的SN Ic。
2008-11-10 astro-ph
Explosion Mechanism, Neutrino Burst, and Gravitational Wave in Core-Collapse Supernovae
核心坍缩超新星是宇宙中能量最大的爆炸之一，标志着大质量恒星的灾难性终结。尽管经过几十年的严格研究，我们仍然没有完全了解爆炸机理。由于它们与核合成、伽马射线暴和宇宙射线加速等许多天体物理现象有关，因此了解它们的物理现象一直是天体物理学界的广泛兴趣。本文主要从爆发机制、超新星中微子和引力波三个方面综述了近年来对核心坍缩超新星的研究进展。对于爆炸机制，我们提出了一个评论，特别注意的多维方面的作用，如对流，旋转，和磁场，中微子加热机制。接下来，我们讨论超新星中微子，这是一个强大的工具，不仅探测超新星的内部深处，而且中微子的内在属性。为此，有必要了解最近通过大量实验建立起来的中微子振荡。引力天文学现在也正在成为现实。本文详细介绍了引力波的物理基础和发射机制，并讨论了探测引力波的可能性。
2005-09-16 astro-ph
Flavor Evolution of the Neutronization Neutrino Burst from an O-Ne-Mg Core-Collapse Supernova
本文给出了一颗O-Ne-Mg核塌缩超新星中子化爆发的3-中微子味演化模拟结果。我们发现，非线性中微子自耦合工程师的一个单一的光谱功能的逐步转换的倒中微子质量等级的情况下，在正常的质量等级的情况下，两个这样的功能对应的真空中微子质量平方差与太阳和大气中微子振荡的叠加。这些中微子的光谱特征提供了一个独特的潜在的探测条件下的超新星环境，并可能使我们能够区分O-Ne-Mg和Fe核心塌缩超新星。
2008-01-18 astro-ph hep-ph
Collapse of Magnetized Singular Isothermal Toroids: I. Non-Rotating Case
我们研究了非旋转，自引力，磁化，奇异的等温环的崩溃，其特征在于声速，$a$，和水平的磁热支持，$H_0$。与Galli & Shu和其他工作人员以前的处理定性一致，我们发现下落的材料被磁力线偏转到赤道平面，产生高密度，扁平的结构-伪盘。赝盘在径向上动态收缩，将穿过它的场线拖到一个高度收缩的结构中，类似于一个分裂的圆盘。在存在有限电阻率或双极扩散的实际情况下，穿过中平面的相反方向的场线和大的隐含应力可能在磁通量如何损失方面起作用。通过公式$\dot M = (1+H_0)a^3/G$给出了中心区域的下落率，其中$G$是万有引力常量，通过奇异等温球和等轴磁化盘的自相似引力坍缩的半分析研究预测。引入有限的初始旋转导致伪盘和真正的（开普勒）盘形成之间的复杂的相互作用，这是在一个配套文件中检查。
2003-11-17 astro-ph
Gamma-ray bursts, supernova kicks, and gravitational radiation
我们认为，一颗大质量旋转恒星的坍缩核心可能会分裂成两个或更多的致密物体。它们在引力辐射下的聚合使产生的黑洞或中子星具有显著的反冲速度，这可以解释在中子星中观察到的现象。只有当反冲很小时，才能产生伽马射线暴。因此，只有一小部分核心坍缩的超新星会产生伽马射线暴。正如最近的观察所表明的那样，爆发可能会在超新星爆发后显着延迟（数小时-数天）。如果这张图片是正确的，核心坍缩的超新星应该是引力辐射的重要来源，其啁啾信号类似于合并的双星。
2002-04-22 astro-ph
Gravitational collapse of a radiating shell and radiation bursts
研究了耦合到标量辐射场的自引力玻色子厚壳的坍缩。由于坍缩的非绝热性，壳层（量子）内部自由度从（经典）引力场吸收能量并被激发。然后，以（热）辐射的突发的形式发射激发能，并且估计轨迹上的对应的反作用。
2001-07-02 astro-ph gr-qc hep-ph
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
Gravity Waves from Rotating Neutron Stars and Evaluation of Fast Chirp Transform Techniques
X射线观测表明，低质量X射线双星（LMXB）中的中子星以300 - 600 Hz的频率旋转。这些自旋速率明显小于基本上所有现实中子星状态方程的分裂速率，这表明某些过程可能将吸积中子星的自旋频率限制在这个范围内。如果吸积引起的自旋扭矩与引力辐射损失平衡，这些物体可能是有趣的重力波源。我提出了一个简短的总结，目前的测量中子星自旋在LMXB的基础上观察到的高Q振荡在热核爆发（所谓的“爆发振荡”）。对中子星自旋的进一步测量对于更详细地探索引力辐射假说将是重要的。为此，我也提出了一个研究的快速啁啾变换（FCT）技术所描述的Jenet和王子（2000年）在搜索的背景下，在X射线爆发期间观察到的啁啾信号。
2001-09-28 astro-ph
Collapse and Fragmentation of Rotating Magnetized Clouds. I. Magnetic Flux - Spin Relation
我们在三维数值模拟的基础上讨论了分子云核中磁通量密度和角速度的演化。在三维数值模拟中，旋转的磁化云碎裂并坍缩，形成一个非常致密的光学厚度大于5 × 10 ^10 cm^-3的核。随着密度朝着光学厚芯的形成增加，磁通量密度和角速度朝着这两个量之间的单一关系收敛。如果地核是磁主导的，其磁通量密度接近1.5（n/5 × 10^10 cm^-3）^1/2 mG;而如果地核是旋转主导的，其角速度接近2.57 × 10^-3，（n/5 × 10^10 cm^-3）^1/2 yr^-1，其中n是气体的密度。我们还发现，角速度与磁通量密度之比几乎保持不变，直到密度超过5 × 10 ^10 cm^-3。在随后的论文中显示了非常致密的核心的碎裂和碎片流出的出现。
2005-06-19 astro-ph
3D Collapse of Rotating Stellar Iron Cores in General Relativity including Deleptonization and a Nuclear Equation of State
我们目前的结果，从第一个二维和三维模拟的广义相对论采用有限温度状态方程和近似处理的塌缩过程中的去质子化的旋转恒星铁芯的崩溃。我们比较了完全非线性和共形平坦的时空演化方法，发现共形平坦的处理是足够准确的核心坍缩超新星问题。我们重点讨论了旋转坍缩、地核反弹和早期后反弹阶段的引力波（GW）发射。我们的研究结果表明，这些阶段的GW签名比以前估计的更通用。此外，我们跟踪的增长占主导地位的m = 1字符的非轴对称不稳定性，在我们的模型之一，导致延长窄带GW发射在~930 Hz超过几十毫秒。
2007-05-01 astro-ph gr-qc
Magnetized hypermassive neutron star collapse: a central engine for short gamma-ray bursts
超大质量中子星（HMNS）是一个可能的过渡形成后，合并的中子星联星。在最新的完全广义相对论的磁流体动力学模拟中，我们发现磁化的HMNS由于通过磁制动和磁旋转不稳定性的角动量输运而经历了“延迟”坍缩到旋转的黑洞（BH）.其结果是一个黑洞被一个巨大的、热的、带有准直磁场的环面所包围。环面以准稳定的吸积速率~10太阳质量/s吸积到BH上，环面的寿命~10 ms。环面的温度为\sim 10^{12} K，导致大量的中微子-反中微子热辐射。因此，HMNS的坍缩是产生短持续时间伽马射线暴以及伴随的引力波和中微子暴的一个有希望的方案。
2005-11-04 astro-ph gr-qc
The Collapse of Differentially Rotating Supermassive Stars: Conformally Flat Simulations
在共形平坦的广义相对论时空中，利用3+1流体力学模拟研究了快速旋转相对论性超大质量恒星的引力坍缩。我们研究了$q \equiv J/M^{2} \sim 1$（$J$是角动量，$M$是恒星的引力质量）的差异旋转超大质量恒星从$R/M \sim 65$（$R$是恒星的圆周半径）的径向不稳定开始到共形平坦近似失效的演化过程。我们发现$q \gtrsim 1$是一颗径向不稳定的差动旋转恒星，它的坍缩形成了一个黑洞$q \lesssim 1$。阻止$q \gtrsim 1$黑洞形成的主要原因是相当大的角动量停留在表面。我们还发现，大部分的质量密度崩溃相干形成一个超大质量黑洞没有明显的磁盘或酒吧。在没有非轴对称变形的情况下，从径向不稳定性开始的差动旋转超大质量恒星的坍缩是激光干涉仪空间天线中爆发和准正常振铃波的有希望的来源。
2004-07-29 astro-ph gr-qc
Collapse of Rotating Supramassive Neutron Stars to Black Holes: Fully General Relativistic Simulations
在完全广义相对论下，通过轴对称模拟研究了均匀旋转的超大质量中子星的引力坍缩终态。作为初始条件提供的旋转恒星对于准径向引力坍缩是边缘稳定的，并且其赤道半径以开普勒速度旋转（即，恒星处于质量脱落极限）。为了模拟中子星，我们采用了多方状态方程为广泛的多方指数为$n=2/3$，4/5，1，3/2和2。我们跟踪了黑洞的形成和演化，并表明无论$n (2/3\leq n \leq 2)$的值如何，最终状态都是克尔黑洞，并且盘质量非常小（初始恒星质量的$< 10^{-3}$）。
2003-10-01 astro-ph gr-qc
Rotating Collapse of Stellar Iron Cores in General Relativity
我们目前的结果，从第一个2+1和3+1模拟的广义相对论采用有限温度状态方程和近似处理的塌缩过程中的去质子化的旋转恒星铁芯的崩溃。我们比较了完整的3+1和共形平坦的时空演化方法，发现共形平坦的处理是足够准确的核心坍缩超新星问题。我们重点讨论了旋转坍缩、地核反弹和早期后反弹阶段的引力波（GW）发射。我们的研究结果表明，这些阶段的GW签名比以前估计的更通用。此外，我们跟踪增长的非轴对称不稳定性占主导地位的m = 1字符在我们的两个模型，导致延长窄带GW发射在~ 920-930赫兹超过几十毫秒。
2007-04-03 astro-ph gr-qc
Radiative Tail of Realistic Rotating Gravitational Collapse
黑洞时空中波动力学的天体物理现实模型必须包含一个具有角动量的非球形背景几何。我们考虑旋转克尔时空中引力（和电磁）微扰的演化。我们表明，一个旋转克尔黑洞变得“秃头”比相应的球对称史瓦西黑洞慢。此外，我们的结果推翻了传统的看法（在过去的三十年中被广泛接受），即引力坍缩的晚期尾部是普遍的。特别是，我们表明，不同的领域有不同的衰减率。我们的结果对无毛猜想和质量暴胀（柯西视界的稳定性）的研究都有重要意义。
2000-01-02 astro-ph gr-qc hep-th
Collapse of a Rotating Supermassive Star to a Supermassive Black Hole: Post-Newtonian Simulations
利用广义相对论的后牛顿（PN）近似下的（3 + 1）流体动力学模拟，研究了旋转超大质量恒星（SMS）的引力坍缩.这个问题是特别具有挑战性的，因为在空间中的巨大的动态范围，必须在崩溃的过程中覆盖。我们从R_{p}/M = 411处的径向不稳定性开始，发展出一个均匀旋转的SMS，其中R_{p}是恒星的适当极半径，M是总质量能量，到PN近似崩溃的点。我们引入了一个比例因子和一个“随动”坐标来处理坍缩过程中半径的大变化，并将注意力集中在中心核上。由于T/W，旋转动能与引力结合能的比值，在整个坍缩过程中几乎与1/R_{p}成正比，坍缩的恒星最终可能超过动力学不稳定的临界值T/W，形成棒模。然而，对于恒星旋转均匀的开始崩溃，我们没有发现任何不稳定的增长之前，我们的模拟终止的酒吧。我们确实发现，坍缩很可能连贯地形成一个超大质量黑洞（BH），几乎所有的物质都落入黑洞，只留下很少的喷射物质形成圆盘。在没有非轴对称棒形成的情况下，当我们的积分终止时，均匀旋转SMS的坍缩不会导致明显的准周期引力波（GW）发射。然而，相干性质的内爆表明，旋转SMS崩溃将是一个有前途的源GW爆发。我们还预计，随着BH的形成，长波长准周期波将导致准正常振铃。这些波可以被LISA检测到。
2002-02-06 astro-ph gr-qc
Collapse of a Rotating Supermassive Star to a Supermassive Black Hole: Analytic Determination of the Black Hole Mass and Spin
利用完全广义相对论的流体力学模拟研究了均匀旋转的超大质量恒星（SMS）坍缩成超大质量黑洞（SMBH）的过程。在这些模拟中，任意质量M的初始SMS在质量脱落极限处均匀旋转，并且在径向崩溃时略微不稳定。最后一个黑洞的质量M_h/M = 0.9，自旋J_h/M_h^2 = 0.75。剩余的质量进入质量为M_disk/M = 0.1的圆盘，也是近似的。在这里，我们表明，这些黑洞和磁盘的参数可以计算分析从初始恒星的密度和角动量分布。因此，分析计算证实，并提供了一个简单的物理解释的计算发现，SMS崩溃不可避免地终止于同时形成的SMBH和一个相当大的环境磁盘。即使祖星的总自旋J/M^2 = 0.97安全地低于克尔极限，这个圆盘也会出现。这里进行的计算适用于任何边缘不稳定的n = 3多面体均匀旋转的分裂速度，独立于恒星质量或内部压力的来源。它说明了如何黑洞和磁盘参数可以确定的其他类型的恒星的崩溃与不同的初始密度和旋转配置文件。
2002-09-12 astro-ph gr-qc
Collapse of Uniformly Rotating Stars to Black Holes and the Formation of Disks
广义相对论中的模拟表明，一个在质量脱落极限下旋转的、稍微不稳定的、均匀旋转的恒星的坍缩结果严重依赖于状态方程。对于一个非常僵硬的状态方程，这很可能是中子星的特征，基本上所有的质量和角动量的祖先被吞噬的克尔黑洞在崩溃过程中形成，几乎没有留下残余气体形成一个磁盘。对于绝热指数为Γ- 4/3 << 1的软状态方程，它描述了一个主要由热辐射压力支撑的超大质量或超大质量恒星，有多达10%的祖先质量避免了被捕获，并进入了中心黑洞周围的盘。我们提出了一个半解析计算，证实了这些数值结果，并显示了如何从简单的物理考虑，这种崩溃的最终结果可能是确定的。特别地，我们采用一个简单的能量变分原理和一个近似的后牛顿能量泛函来确定一个均匀旋转的多方恒星在坍缩开始时的结构作为多方指数n的函数，其中Γ= 1+1/n。然后，我们使用这些数据来计算最终黑洞和周围盘的质量和自旋。我们证明了总质量中留在盘中的部分随着3-n（相当于Γ- 4/3）的增加而急剧下降。
2004-04-16 astro-ph gr-qc
New criterion for direct black hole formation in rapidly rotating stellar collapse
在完全广义相对论下研究了绝热指数为$Γ= 1.5$和2的快速旋转相对论多面体的引力坍缩，其中自旋参数为$q \equiv J/M^{2} > 1$，其中$J$和$M$分别为总角动量和引力质量.首先，通过分析恒星内部质量和自旋参数的初始分布，预测了坍缩后的最终结果。然后，我们在轴对称和赤道对称的假设下进行了完全的广义相对论模拟，证实了我们的预测。作为模拟的结果，我们发现，与以前的信念相比，即使是具有$q > 1$的恒星，坍缩也会在中心区域形成一个种子黑洞，我们还发现，种子黑洞的角动量和质量的增长可以近似地由初始的密度分布和比密度分布来确定角动量定义了恒星中心区域的有效自旋参数$q_{c}$，并提出了一个新的黑洞形成判据$q_{c} \alt 1$ .我们和以前的结果之间的差异的合理原因进行了澄清。
2004-03-09 astro-ph gr-qc
General relativistic hydrodynamics with viscosity: contraction, catastrophic collapse, and disk formation in hypermassive neutron stars
粘性和磁场驱动差异旋转的恒星朝向均匀旋转，这在许多天体物理学背景下具有重要的后果。例如，合并的双中子星可以形成一个“超大质量”残骸，即一个质量大于均匀旋转所允许的最大质量的差异旋转恒星。由差速旋转提供的离心力的移除会导致残余物延迟坍缩成黑洞，并伴随着引力辐射的爆发。磁场和粘性都改变了长期时间尺度上的差异旋转恒星的结构，使得对演化的数值跟踪变得困难。在这里，我们提出了第一个模拟的快速旋转的恒星与剪切粘度在充分的广义相对论。我们自洽地将粘性包括在我们的相对论流体动力学代码中，以在轴对称和全3+1维中求解相对论纳维-斯托克斯方程。在轴对称，我们遵循长期的演变与高分辨率超过几十个旋转周期（数千M）。我们发现，在超大质量恒星的粘性操作一般导致形成一个紧凑的，均匀旋转的核心所包围的低密度磁盘。这些均匀旋转的核心经常，但并不总是，不稳定的引力坍缩。在不稳定的情况下，我们遵循的崩溃，并确定质量和自旋的最终黑洞和周围的磁盘。在所有研究的情况下，无论是围绕着均匀旋转的核心还是旋转的黑洞，所产生的盘的静止质量都是原始恒星的10-20%。这项研究预示着更详细的，未来的模拟长期的过程，包括磁效应，在相对论恒星。
2004-02-20 astro-ph gr-qc
Gravitational waves from axisymmetric rotating stellar core collapse to a neutron star in full general relativity
在完全广义相对论框架下，对旋转恒星核坍缩成中子星的过程进行了轴对称数值模拟。采用Cartoon方法，即在直角坐标系下求解爱因斯坦场方程，并在$y=0$平面周围施加轴对称条件。流体动力学方程在圆柱坐标系中（在笛卡尔坐标系中的$y=0$平面上）使用具有最大网格尺寸$(2500,2500)$的高分辨率激波捕获方案求解。采用参数状态方程模拟坍缩的恒星核和中子星，发现质子中子星坍缩、反弹和形成过程中的中心密度演化与Dimmelmeier等人采用近似广义相对论公式的结果一致.这表明，这种近似是适当的以下轴对称的恒星核心崩溃和随后形成的质子中子星。引力波是用四极公式计算的。结果发现，波形是定性的，与那些由Dimmelmeier等人。然而，定量，两个波形不同意。分歧的可能原因进行了讨论。
2004-02-08 astro-ph gr-qc
Gravitational Radiation from Gamma-Ray Burst Progenitors
我们研究了各种提出的伽马射线暴（GRB）祖先模型的引力辐射，特别是紧凑的合并和大质量恒星坍缩。这些模型都有一个共同的高角旋转速率，最后阶段涉及一个旋转的黑洞和吸积盘系统。我们认为，在螺旋，合并和振铃阶段，并为大规模的崩溃，我们认为可能的影响，不对称的崩溃和分手，以及酒吧模式的不稳定性的磁盘。我们计算的应变和频率的引力波预期从各种祖先，在距离的基础上发生率估计。在简化假设的基础上，给出了在不同的GRB场景下，先进的LIGO系统探测到引力波的概率估计。
2003-02-11 astro-ph gr-qc
Generic Gravitational Wave Signals from the Collapse of Rotating Stellar Cores
利用微物理状态方程和去轻子化的近似描述，对恒星核坍缩成原中子星进行了广义相对论模拟。我们表明，对于各种各样的旋转速率和配置文件的引力波爆发信号的核心反弹是一个通用的类型，在文献中称为I型。在我们的系统研究中，使用广义相对论和牛顿引力，我们确定并单独量化导致这一结果的微观和宏观物理机制，即旋转，状态方程和去质子化的影响。这种通用类型的信号模板将可能促进在干涉型和共振型两者的当前和未来的引力波探测器中的更有效的搜索。
2007-06-12 astro-ph gr-qc
