Thermonuclear Supernovae: Simulations of the Deflagration Stage and Their Implications
对热核超新星爆炸爆燃阶段的大尺度三维数值模拟显示了膨胀的碳氧白矮星在引力场中高度回旋湍流火焰的形成和演化。火焰动力学是由重力引起的瑞利-泰勒不稳定性控制的燃烧速率。热核爆炸释放出足够的能量来产生一个健康的爆炸。然而,湍流的火焰在恒星中心附近留下了大量未燃烧和部分燃烧的物质,而观测表明这些物质只存在于外层。如果爆燃引发爆炸,这种分歧就可以解决。
2002-12-03 astro-ph
Small-scale Interaction of Turbulence with Thermonuclear Flames in Type Ia Supernovae
采用不可压直接数值模拟方法,对Ia型超新星中热核聚变火焰的微观湍流-火焰相互作用进行了研究。火焰被视为一个单一的扩散标量场与非线性源项。它的特征是普朗特数Pr << 1,层流火焰速度S_L。我们发现,如果S_L ~ u '(u'是湍流速度脉动的均方根振幅),即使在层流火焰厚度以下的尺度上存在速度脉动,局部火焰传播速度也不会明显偏离S_L。这一结果被解释的背景下,超新星爆炸的亚网格尺度建模和爆燃-爆轰-过渡的机制。
1999-05-07 astro-ph
On the Stability of Thermonuclear Burning Fronts in Type Ia Supernovae
本文采用数值模拟的方法研究了细胞稳定热核火焰的传播。在Ia型超新星爆炸中,相应的燃烧状态建立在吉布森长度以下的尺度上。细胞火焰稳定-这是一个结果的Landau-Darrieus不稳定性和非线性稳定机制之间的相互作用-研究的情况下传播到静止的燃料,以及与涡流燃料流的相互作用。我们的模拟表明,在热核超新星爆炸稳定的细胞火焰发展吉布森规模和爆燃到爆轰的转变是不太可能触发火焰演化效应在这里。
2004-04-26 astro-ph
Spectropolarimetric diagnostics of thermonuclear supernova explosions
即使在河外距离,超新星喷出物的形状也可以通过分光偏振法有效地诊断。在这里,我们提出了17 Ia型超新星的结果,允许Ia型超新星的几何结构和其他可观察到的参数之间的相关性的统计研究。这些观察结果表明,它们的喷出物通常由一个光滑的、富含铁的核心和一个具有化学不对称性的外层组成。这种外围非球面的程度与Ia型超新星的光变曲线下降率有关。这些观测结果为Ia型超新星的延迟爆炸模型提供了强有力的支持。
2006-11-29 astro-ph
C+O detonations in thermonuclear supernovae: Interaction with previously burned material
在Ia型超新星爆炸模型的背景下,我们提出了一个和两个维度的模拟完全解决爆轰前在简并的C+O白矮星物质,包括块先前燃烧的材料。爆炸的能力,生存通过片的核灰烬的通道测试作为灰区的宽度和成分的函数。我们发现,爆震锋淬火微观薄的障碍物,精确的灰成分的敏感性很小。宏观爆炸模拟中的爆炸前沿跟踪模型需要包括这种效应,以便预测延迟爆炸情景中未燃烧材料的数量。
2006-05-12 astro-ph
Thermonuclear Supernovae: Is Deflagration Triggered by Floating Bubbles?
近年来,从多维模拟中可以清楚地看出,爆燃的结果在很大程度上取决于火焰的初始配置。我们已经研究了在什么条件下,这种配置可以由一些分散的,孤立的,热气泡。之后,我们计算了不同数量的气泡开始的爆燃的演变。我们发现,从30个气泡开始,产生了一个温和的爆炸M(Ni 56)=0.56太阳质量,而从10个气泡开始,恒星变得只有轻微的未绑定(K = 0.05敌人)。
2002-11-13 astro-ph
The ignition of thermonuclear flames in Type Ia supernovae
在Ia型超新星(SNe Ia)的克拉塞卡质量爆燃模型的框架中,一个持续存在的自由参数是火焰前缘的初始形态,它与前身白矮星的点火过程有关。先前的分析模型表明,热失控是由白矮星的对流核心中产生的温度扰动("气泡")驱动的。为了探索点火条件(直径,温度和演化的时间尺度),我们进行了流体动力学的二维模拟浮力气泡在白矮星内部。我们的研究结果表明,在气泡上升过程中发生的破碎影响的气泡演化的结果。可能的影响SNe Ia的点火过程进行了讨论。
2005-12-12 astro-ph
Thermonuclear supernova models, and observations of Type Ia supernovae
本文综述了热核超新星理论模型的现状,并将它们的预测结果与Ia型超新星的观测结果进行了比较。爆炸机理的多样性通常发现在一维模拟是一个直接的后果,不可能解决的火焰结构的假设下的球对称。球对称模型已经成功地解释了Ia型超新星的许多观测特征,但它们依赖于两种经验模型:一种是在代码无法解决的尺度上描述火焰的行为,另一种是考虑火焰形状的演变。相比之下,三维模拟能够以自洽的方式计算火焰形状,但它们仍然需要一个模型,用于在代码无法解决的尺度上传播火焰。此外,在三维空间中,白矮星在逃逸时初始构型的自由度要比一维空间中的自由度大得多。最近的模拟表明,爆炸输出对初始条件的敏感性可能非常大。热核超新星的新范例已经从这种情况下出现,如脉动反向爆炸。所有这些问题的解决必须依赖于模型的观测性质的预测,以及它们与当前Ia型超新星数据的比较,包括Ia型超新星遗迹的X射线光谱。
2004-12-07 astro-ph
Faint Thermonuclear Supernovae from AM Canum Venaticorum Binaries
在双白矮星AM Canum Venaticorum(AM CVn)双星中,氦吸积到碳/氧白矮星上,当轨道周期在3.5-25分钟范围内时,会经历不稳定的热核闪光。在最短的轨道周期(最高的吸积速率,Mdot > 10^-7 Msol/yr),闪光很弱,很可能导致氦当量的经典新星爆发。然而,随着轨道变宽和Mdot下降,不稳定点火所需的质量增加,导致越来越猛烈的闪光,直到氦壳质量约为0.02-0.1 Msol的最终闪光。这些最后闪光的高压使燃烧产生放射性元素48 Cr,52 Fe和56 Ni,这些元素为微弱(M_V在-15到-18的范围内)和快速上升(几天)的热核超新星提供动力。目前的星系AM CVn空间密度意味着每5,000 ~ 15,000年就有一次这样的爆发,爆发率为10^11 Msol(约为E/SO星系Ia型爆发率的2-6%)。这些“.Ia”超新星(亮度为Ia型超新星的十分之一,时间为十分之一)是夜间深度搜索(例如V=24)的理想目标,可能产生每年1,000的全天率。
2007-05-06 astro-ph
Simulations of Turbulent Thermonuclear Burning in Type Ia Supernovae
Ia型超新星最近受到了相当大的关注,因为它们似乎可以作为“标准烛光”来测量距离我们数十亿光年的宇宙距离。对Ia型超新星的观测似乎表明,我们生活在一个宇宙中,当它大约是现在年龄的一半时,它开始加速膨胀。这些结论主要依赖于唯象模型,然而,缺乏适当的理论理解,主要是因为爆炸过程,由碳和氧的热核聚变成较重的元素,即使在超级计算机上也很难模拟。在这里,我们研究了一种新的方法来模拟在白矮星中发生Ia型超新星爆炸的湍流热核爆燃锋。我们的方法是基于一个水平集方法,它把前面作为一个数学不连续性,并允许前几何形状和流场之间的充分耦合。本文将此方法应用于Ia型超新星问题,得到了一些新的结果。结果表明,在2-D与高空间分辨率和物理动机的亚网格尺度模型的核火焰数值“收敛”的结果可以得到,但对于大多数初始条件的恒星不爆炸。相比之下,三维模拟确实给出了所需的爆炸和它们的许多性质,如爆炸能量,光变曲线和核合成产物,与观察到的Ia型超新星非常一致。
2004-05-11 astro-ph
Explosion models for thermonuclear supernovae resulting from different ignition conditions
利用SPH程序,我们在三维空间中研究了大质量白矮星在不同初始碳点火位置下的命运。计算的模型涵盖了各种可能性,从同时点火的中心体积的恒星偏心点火在多个分散的斑点。在前一种情况下,讨论了当核火焰的平均密度降低到2 × 10 ~(**)7 g·cm ~(**)以下时,向爆轰转变的可能性及其后果。在最后一种情况下,依赖的结果上的初始点火点的数量和这些模型中的一些发展到脉动延迟爆震的情况下的机会也概述。
2004-01-13 astro-ph
On the small-scale stability of thermonuclear flames in Type Ia supernovae
我们提出了一个数值模型,使我们能够调查在Ia型超新星爆炸热核火焰。该模型是基于一个有限体积显式流体动力学求解器采用PPM。利用水平集技术结合胞内重构和通量分裂方案,我们能够描述火焰的不连续近似。我们应用我们的实现火焰传播的质量Ia型超新星模型。特别是,我们集中在火焰宽度和吉布森尺度之间的中间尺度,燃烧前受到朗道-达里厄不稳定性。我们能够重现的理论预测的增长率的扰动的线性制度,并观察到稳定的火焰中的细胞形状。测量了由于火焰面扩大而引起的平均燃烧速度的增加。我们的模拟结果与半解析研究一致。
2003-05-02 astro-ph
The origin of intergalactic thermonuclear supernovae
利用粒子数合成方法研究了用球状星团核中的双星合并来解释星系团中观测到的相当大比例(20^+12_15%)的Ia型超新星(Gal-Yam et al.2003)。在一个典型的球状星团中,在整个星团演化过程中,合并双星白矮星的数量平均每颗星团星每年少于10^{-13}颗,比银河型星系高3倍。合并的白矮星中有5%到30%是以质心速度高达150 km/s的速度从星团中被动态驱逐的。当星团中重子质量分数为\sim 0.3%时,致密星团中白矮星合并过程中的Ia超新星爆炸可能占星团中心Ia超新星总爆炸率的\sim 1%.
2004-01-22 astro-ph
On the Thermonuclear Runaway in Type Ia Supernovae: How to run away?
Ia型超新星被认为是大质量白矮星(WD)的热核爆炸。我们提出了第一个多维效应的研究在最后几个小时之前的热核失控,导致爆炸。计算采用隐式二维流体动力学程序,详细研究了混合和点火过程。我们发现,WD的初始化学结构发生了变化,但材料并没有完全均匀化。爆炸WD维持一个中心区域与低C/O比。这意味着爆炸性核燃烧将在部分贫碳的环境中开始。热核失控发生在靠近中心的一个明确的区域。它是由对流将物质带入内部时产生的压缩热引起的。我们没有发现多点或强烈偏离中心点火的证据。对流速度约为100公里/秒,这远远超过了Ia超新星在失控后的有效燃烧速度。在大约0.5 ~ 1秒的时间内,燃烧前缘的速度既不取决于层流速度,也不取决于瑞利-泰勒不稳定性,而是取决于失控前产生的对流。的后果进行了讨论,为我们了解的火焰传播的详细物理,爆燃爆震过渡,和核合成的中心层。我们的研究结果强烈表明,作为一个关键因素,我们的理解的多样性在SNeIa的祖细胞的预处理。
2001-12-07 astro-ph
Relics of metal-free low mass stars exploding as thermonuclear supernovae
人们对宇宙中形成的第一批恒星重新产生了兴趣,这导致了对极贫铁恒星的发现。由于存在几种相互竞争的情况,我们对决定观测到的元素丰度的质量范围的理解仍然不清楚。在这项研究中,我们考虑了三个研究充分的贫金属恒星的理论超新星(SNe)模型。结果表明,贫金属星BD +80 245和HD 134439/40的重元素丰度图与理论上的可能性非常一致,即它们继承了由3.5-5太阳质量的原始渐近巨星支星的简并碳氧核中的热核逃逸引发的SNe的重元素丰度图.最近的理论计算预测,这样的SNe可能起源于中等质量范围内的无金属恒星。另一方面,含有一些金属的中等质量恒星会在风中排出它们的包层后以白矮星的形式结束它们的生命,这是由于从外向光子到重元素的强烈动量传输。这条形成SNe的新途径要求恒星是由原始气体形成的。因此,我们认为,几个太阳质量的恒星形成的原始气体,其中一些引起热核爆炸时,他们的简并碳氧核心的质量增加到Ekrasekhar极限没有经历有效的质量损失。
2006-01-16 astro-ph
Detonating Failed Deflagration Model of Thermonuclear Supernovae II. Comparison to Observations
通过研究热核超新星的一个失效爆燃爆炸模型的性质,发展并论证了多维超新星模型与观测结果的对比检验方法。利用含时的多维辐射转移计算,我们生成了合成的宽带光变曲线,近红外线曲线,颜色演化曲线,全光谱时间序列,和光谱偏振的模型,从不同的视角。所有的模型观测值严格评估的例子,观察良好,标准的Ia型超新星(SNe Ia)。我们探索的内在模型非球面的后果,通过研究模型发射视角的依赖性,并通过量化所产生的分散(和内部之间的相关性)的各种模型观测。这些统计特性的模型也进行了评估,对现有的观测样本的超新星Ia。总的来说,DFD模型与大范围的Ia超新星观测结果吻合良好。某些不足之处也很明显,并指出在基本理论框架内的进一步发展。我们还确定了几个有趣的取向效应的模型,这表明在SNe Ia的非球面性可能有助于其光度和光谱的多样性,相反,如何SNe Ia的相对均匀性约束的不对称程度允许在模型中。在这项工作中采用的综合方法证明了开发和验证理论超新星模型的重要组成部分,并有助于激励和明确定义未来的方向在SNe Ia的建模和观测。
2006-12-07 astro-ph
Detonating Failed Deflagration Model of Thermonuclear Supernovae I. Explosion Dynamics
本文提出了一个Ia型超新星爆炸失败的爆燃模型。在这个模型中,一颗巨大的白矮星的热核爆炸发生在偏离中心的爆燃之后。我们进行了调查的非对称点火配置启动在不同的距离从恒星中心。在所有研究的情况下,我们发现,只有少量的恒星燃料消耗在爆燃阶段,没有爆炸,释放的能量主要浪费在扩大祖。爆燃失败的产物迅速到达恒星表面,污染并强烈扰动恒星表面,这些扰动最终演变成小的、孤立的、以激波为主的、富含燃料的区域。我们认为这些区域是能够形成自我维持爆炸的种子,最终导致热核超新星爆炸。初步的核合成结果显示,模型超新星喷出物通常由约0.1-0.25 Msun的硅族元素和0.9-1.2 Msun的铁族元素组成,并且基本上不含碳。喷出物有一个复合形态,化学分层,并显示出适度的内在不对称性。最内层呈略卵形,轴比约为1.2-1.3,主要由硅燃烧产物组成。这个中心区域被硅族元素的壳包围。喷出物的最外层是高度不均匀的,包含不完全氧燃烧的产物,只有少量未燃烧的恒星物质。爆炸能量约为1.3-1.5 × 10^51尔格。
2006-11-24 astro-ph
The ignition process in type Ia supernovae: numerical simulations of core temperature perturbations
本文用流体动力学模拟研究了一颗质量为1000亿克拉塞卡的白矮星的热核逃逸过程,并由此导致Ia型超新星的爆发。通过二维数值模拟,我们研究了WD对流核中温度波动(“气泡”)的演变。我们展示了如何发生的热核失控取决于各种气泡参数。还讨论了点火过程的祖的组合物的相关性。
2007-11-13 astro-ph
Physics of Supernovae: theory, observations, unresolved problems
简要回顾了超新星的主要观测性质和分类。然后,我们讨论了两种基本类型的SNe -热核和核心塌陷的建模的进展,特别强调被放置在有关热核火焰传播和超新星信封从塌陷的核心(一个新生的中子星)分离的一致描述的困难。同时,还考虑了超新星坍缩事件中中微子通量的性质,以及大麦云云中超新星1987 A爆炸事件的教训。
2008-04-28 astro-ph
Supernovae as stellar objects
Ia型超新星(SN Ia)通常被认为是克拉塞卡质量的碳氧白矮星的热核破裂的结果,主要是因为这样的热核爆炸可以解释适量的镍,这是解释光变曲线和后期光谱所需要的,以及中等质量核的丰度,它们在最大光附近的光谱中占主导地位。由于其巨大的亮度和表观均匀性,Ia超新星已成为测量宇宙学参数的重要工具。本文综述了热核爆炸物理学的现状。特别是,我们把我们的注意力集中在亚音速(“爆燃”)的战线,即我们调查前传播的热扩散和对流,而不是压缩。基于这种核燃烧模式的模型已经非常成功地应用于超新星Ia问题,并且能够非常好地再现它们的许多观测特征。然而,这些模型也表明Ia超新星之间可能有很大差异,如果将其用作标准烛光,这一点很重要。
2000-12-04 astro-ph
Deflagration to Detonation Transition in Thermonuclear Supernovae
本文导出了Ia型超新星的爆燃转爆轰判据。该理论基于两个主要假设:(i)爆轰是在燃料和产物的混合区域内通过Zeldovich梯度机制触发的;(ii)混合区域是由活跃的爆燃锋内或在爆炸的白矮星的全球膨胀和随后的收缩期间的燃料和产物的湍流混合产生的。我们确定的临界尺寸的混合区域所需的简并碳氧混合物中引发爆轰。这个临界长度比Chapman-Jouguet爆轰的反应前沿的宽度大得多。然而,当密度大于simeq 5 x 10^6 g cm^-3时,它比白矮星的大小要小得多。我们推导出的临界湍流强度需要创建一个活跃的爆燃前,其中爆震可以形成内部的混合区。我们的结论是,在碳氧混合物白矮星中形成爆炸的密度rho_tr很低,小于2 ~ 5 x 10^7 g cm^-3,但大于5 x 10^6 g cm^-3。
1996-12-23 astro-ph
Shock waves in tidally compressed stars by massive black holes
我们感兴趣的情况下,主序星深入一个大质量黑洞的潮汐半径。我们专注于压缩阶段导致所谓的煎饼配置的明星在瞬间的最大压缩。其目的是研究潮汐压缩过程,特别注意冲击波的发展;推导出可靠的估计所涉及的饼状星的化学量;并解决有关热核反应是否可以在潮汐压缩的恒星的核心触发的争议。我们已经建立了一个一维的流体动力学模型,以及适应的几何问题。基于高分辨率的激波捕获Godunov型方法,它允许研究恒星在垂直于其轨道平面的方向上所经历的压缩阶段。我们表明存在两个制度取决于是否冲击波发展之前或之后的瞬间最大的核心压缩。在这两种情况下,我们确认在恒星核心的高压缩和加热因素能够引发热核爆炸。此外,我们表明,冲击波进行了一个简短的,但非常高的温度峰值从中心到表面的恒星。我们初步得出结论,这种现象可能会引起硬电磁辐射,与一些X射线耀斑已经观察到的一些星系核窝藏大质量黑洞。最后,我们估计饼状星的比率应该是每年每个星系大约$10^{-5}$。如果产生于硬X射线或$γ$射线波段,那么在整个可观测的宇宙中,每年都应该能探测到几个这样的事件。
2008-01-22 astro-ph
Asymmetric Explosions of Thermonuclear Supernovae
Ia型超新星爆发开始于一颗白矮星,在恒星中心产生层流爆燃,很快几种流体动力学不稳定性(特别是瑞利-泰勒(R-T)不稳定性)开始起作用。在以前的工作(Ghezzi,de Gouveia Dal Pino,& Horvath 2001)中,我们讨论了假设偶极磁场存在下初始层流热核火焰的传播。我们能够表明,在火焰速度的分形模型的框架内,通过在垂直于场线的方向上淬灭R-T不稳定性增长,前沿受到场的影响。因此,磁极和赤道轴之间的不对称性发展,使燃烧锋呈扁长形。我们在此数值计算了几种化学成分下,当火焰锋面通过磁化白矮星祖先密度递减的膨胀壳层向外传播时,总的积分不对称性,发现对于表面磁场B ~ 5 × 10^{7} G的祖先,在极向和赤道向之间产生约50%的总不对称性,成分C12 = 0.2且O 16 = 0.8(在这种情况下,R-T不稳定性在火焰前锋宽度的20倍范围内饱和)。这种不对称性与从非常年轻的超新星遗迹的分光偏振观测中推断出的不对称性非常一致,最近发现的内在线性偏振被解释为几个天体(如SN 1999 by,SN 1996 X和SN 1997 dt)不对称爆炸的证据。更大的磁场强度将产生甚至更大的不对称性。我们还发现,对于较轻的祖细胞,总的不对称性较大。
2003-10-15 astro-ph
The Response of Model and Astrophysical Thermonuclear Flames to Curvature and Stretch
批判性地理解Ia型超新星的“标准蜡烛”般的行为需要理解它们的爆炸机制。Ia型超新星的一个模型家族始于碳氧白矮星的爆燃,它通过燃烧和火焰不稳定性大大加速。虽然与天体物理学相关的火焰的平面速度和行为越来越好地理解,但更复杂的行为,如火焰对拉伸和弯曲的响应,在天体物理学文献中尚未得到广泛的探索;这种行为可以大大增强或抑制不稳定性和局部火焰燃烧,这反过来又可以增加或减少整体燃烧速率。在本文中,我们探讨了曲率对核火焰和简单模型火焰的影响,以了解曲率对火焰结构和速度的影响。
2003-06-11 astro-ph
Thermonuclear Explosions of Chandrasekhar-Mass White Dwarfs
我们提出了一种新的方法来模拟湍流热核爆燃锋在克拉塞卡质量的白矮星,由碳和氧,经历了Ia型超新星爆炸。我们的方法是一个前捕获/跟踪混合计划,基于水平集方法,它把前面作为一个数学不连续性,并允许前几何形状和流场之间的充分耦合。第一个结果的方法适用于Ia型超新星的问题进行了讨论。它将表明,即使在2-D,甚至与物理动机的子网格模型数值“收敛”的结果是很难获得。
2000-05-16 astro-ph
Late-Time Spectroscopy of SN 2002cx: The Prototype of a New Subclass of Type Ia Supernovae
我们目前的凯克光谱SN 2002 cx,最奇特的已知Ia型超新星(SN Ia),采取227和277天过去的最大光。令人惊讶的是,光谱并不受铁的禁止发射线的支配,这是星云阶段热核超新星的标志。相反,我们确定了许多P-Cygni配置文件的Fe II在非常低的膨胀速度约700公里/秒,这是没有先例的超新星Ia。我们还报告了这些光谱中低速氧的初步鉴定,表明爆炸的白矮星中心附近存在未燃烧的物质。SN 2002 cx是超新星Ia的一个新子类的原型,其光谱特征可能与最近的纯爆燃模型一致。这些与大多数Ia型超新星不同,Ia型超新星可能需要另一种爆炸机制,如延迟爆炸。
2006-04-04 astro-ph
Flame-driven deflagration-to-detonation transitions in Type Ia supernovae?
虽然白矮星热核爆炸的延迟爆轰模型似乎很有希望重现Ia型超新星,但火焰传播模式从亚音速爆燃到超音速爆轰的转变仍然是假设的。发生这种转变的一个潜在时刻是分布式燃烧状态的开始,即湍流首先影响内部火焰结构的时刻。一些燃烧微观物理的研究表明,在这里,燃烧到爆轰的转变是可能的,只要湍流强度足够强。因此,湍流的速度波动产生的爆燃火焰的大小进行了分析,在几个三维模拟的热核超新星爆燃的分布式燃烧制度的发病。结果表明,相应的概率密度函数下降到高湍流速度波动慢得多,比高斯分布。因此,声称触发爆炸所需的数值很可能在足够大的火焰块中找到。虽然燃烧的微观物理演化没有遵循,成功的燃烧到爆炸的过渡不能保证从模拟这里,结果仍然表明,这样的事件可能在Ia型超新星爆炸。
2007-09-26 astro-ph
Asphericity Effects in Supernovae
本文简要介绍了热核超新星和核塌缩超新星的非球面效应,以及如何通过它们的可观测特征来区分潜在的物理现象。电子散射是产生极化的主要过程,极化是主要的诊断工具之一。非球度导致光度的方向依赖性,这对SNe在宇宙学中的使用有直接的影响。对于核心坍缩SNe,目前的观测和解释表明,爆炸机制本身是高度非球面的,具有明确的轴,通常轴比为2至3。不对称的密度/化学分布和偏离中心的能量沉积已被确定为至关重要的解释的极化$P$。对于热核SNe,极化原来是一个数量级较小的强有力的支持,而球形,径向分层信封。然而,不对称性已被认为是重要的特征,以探测A)的祖系统的特征,B)具有明确定义的轴的全球不对称性,可能是由吸积白矮星或合并WD的旋转引起的,以及C)可能的爆燃模式的残留物。
2003-12-22 astro-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
Critical Mass Transfer in Double-Degenerate Type Ia Supernovae
由两颗白矮星组成的双简并双星系统都由碳和氧组成,并且距离足够近,质量从质量较小的转移到质量较大的,这可能是Ia型超新星的祖先。如果质量转移的速度足够慢,以至于吸积的白矮星可以达到1.38个太阳质量,那么它就可以点燃中心的碳。这可能导致热核失控,从而导致超新星爆炸。然而,如果吸积率太高,白矮星的外层会升温太多,碳会在那里燃烧,而不会简并。然后,一系列温和的碳闪光可以向内传播,并相对温和地将碳转化为氖。没有热核失控,也没有超新星。我们确定了吸积的临界速率,发现它一般约为爱丁顿速率的五分之二。在实际的bianry星的情况下,质量转移速率下降,因为质量转移,所以我们发现,这个速率可以大大超过在开始的质量转移。我们确定组合的白矮星质量,可以导致中央简并碳点火。
2006-09-07 astro-ph
Investigating the Flame Microstructure in Type Ia Supernovae
本文提出了一个在不连续近似下研究热核火焰行为的数值模型。该模型被应用于研究Landau-Darrieus不稳定性的条件下发现的Ia型超新星爆炸的质量白矮星。这是探索这些事件中火焰微观结构的第一步。该模型再现了朗道的线性稳定性分析的火焰演化的早期阶段和稳定的细胞火焰结构中的非线性阶段。
2002-04-02 astro-ph
The Progenitors of Type Ia Supernovae
本文综述了Ia型超新星的模型。结果表明,当白矮星达到Ekrasekhar极限并在中心点燃碳原子时,有充分的理由相信Ia超新星代表了C-O白矮星的热核破裂.对原始情景进行了严格的审查,并明确提出了每种情景的优点和缺点。有人认为,单简并模型,其中的白矮星吸积从一个亚巨星或巨星的同伴目前青睐。不同的模型的关系,使用超新星Ia的宇宙学参数的测定进行了讨论。建议的结论的观察测试。
1999-03-17 astro-ph
On the applicability of the level set method beyond the flamelet regime in thermonuclear supernova simulations
在热核超新星中,中等质量的元素主要是通过分布燃烧产生的,前提是爆燃到爆炸的转变不会发生。除了Roepke & Hillebrandt(2005)的二维研究外,很少有人注意到在数值模拟中如何正确处理这种燃烧状态。本文从地球燃烧的文献中回顾了分布燃烧的物理学,并指出了简并物质中遇到的很小的普朗特数所引起的差异。然后,它示出的水平集方法继续适用于超出小火焰政权,只要火焰刷的宽度不变得小于数值截止长度。通过对湍流对能量产生率的影响进行简单的参数化来实现这一约束,与以前的模拟相比,中间质量元素的产生大幅增加,在以前的模拟中,一旦质量密度降至10^7 g/cm^3以下,燃烧过程就会停止。虽然这些结果取决于所选择的数值分辨率,在纯爆燃的情况下,燃烧产物的总质量的约束条件的改善可以实现。
2007-01-15 astro-ph
Type Ia Supernovae: Simulations and Nucleosynthesis
我们提出了我们的第一个核合成的热核破裂的静态冷的Bracrasekhar质量的C/O白矮星的数值模拟结果。二维模拟进行了自适应网格欧拉流体动力学代码,FLASH,作为一个火焰捕捉计划的被动缩放的演变。为了计算同位素产额及其速度分布,在恒星中嵌入了10,000个无质量的示踪粒子。粒子沿流线平流,并提供了爆炸的拉格朗日描述。我们简要介绍了我们的验证测试和初步结果后处理的粒子轨迹与适度(214同位素)的反应网络。
2005-05-19 astro-ph
New Approaches for Modeling Type Ia Supernovae
Ia型超新星(SNe Ia)是宇宙中最大的热核爆炸。它们的光输出可以在很远的地方看到,并导致发现宇宙的膨胀速度正在加速。尽管超新星Ia的重要性,目前的理论模型仍然存在大量的不确定性。计算建模提供了帮助回答悬而未决的问题的承诺。然而,即使使用今天的超级计算机,这种计算也极具挑战性,因为长度和时间尺度范围很广。在本文中,我们讨论了几个新的算法模拟超新星Ia和展示他们的一些成功。
2006-06-28 astro-ph
Models for Type Ia Supernovae and Cosmology
从光谱和光变曲线可以清楚地看出SNIa事件是白矮星的热核爆炸。然而,爆炸的细节仍在争论之中。在这里,我们提出了详细的模型是一致的爆炸机制,光学和红外线曲线,光谱演化。这使得燃烧锋的描述和白矮星的结构成为唯一的自由参数。爆炸计算使用一维拉格朗日代码,包括核网络。随后,光学和IR-LC构建。详细的NLTE光谱计算的几个瞬间的时间使用的密度,化学和光度结构产生的LC。讨论了热核爆炸的不同模型,包括爆轰、爆燃、延迟爆轰、脉冲延迟爆轰(PDD)和氦爆轰。理论和观测到的LC和光谱之间的比较提供了一个深入了解爆炸的细节和祖星的性质。我们试图回答几个相关的问题。亚发光Ia型超新星与正常Ia型超新星不同吗?我们能理解LC和光谱的观测性质吗?我们可以从红外光谱中学到什么?我们能否独立于主要距离指标确定$H_o$,结果与经验方法相比如何?我们对祖先的进化和它的金属丰度了解多少?宇宙学参数$Ω_M$和$Λ$的确定有什么系统效应?我们如何识别这种潜在的“陷阱”并纠正进化效应?
1997-09-03 astro-ph
Accreting White Dwarfs
热核(Ia型)超新星是在吸积白矮星中的爆炸,但导致这些爆炸的确切情况仍然不清楚。澄清这一点的一个重要步骤是了解在密近双星系统中吸积白矮星的行为。白矮星的特征(质量、化学成分、光度)、吸积物质(化学成分)以及与双星系统性质相关的特征(质量吸积率),对于进一步演化为爆炸至关重要。本文分析了吸积的结果及其对白矮星向阿布拉塞卡质量生长和热核爆炸的影响。
2008-09-23 astro-ph
Progenitors of Type Ia Supernovae: Binary Stars with White Dwarf Companions
Ia型超新星(SNe Ia)被认为来自碳氧白矮星,它们从双星伴星中吸积质量,直到它们接近克拉塞卡极限,点燃碳,并经历完全的热核分裂。本文综述了已观测到的含有白矮星的双星类型。我们建议,某些系统,似乎最有希望作为超新星Ia的祖先,应该更深入地观察和建模,以确定这些系统中的白矮星是否能够达到卡拉塞卡极限。考虑到有希望的单简并系统的数量和有希望的双简并系统的缺乏,我们怀疑单简并产生大部分或可能所有的SNe Ia,而双简并产生一些或可能没有。
2007-03-15 astro-ph