Explosion Mechanisms of Core-Collapse Supernovae
超新星理论，无论是数值的还是解析的，在过去的十年里都取得了显著的进展。这一进展是由于更复杂的模拟工具，特别是中微子输运，改进的微物理学，以及对流体动力学不稳定性作用的更深入了解。剧烈的、大尺度的非径向质量运动在超新星核心中是普遍存在的。中微子加热机制，辅助非径向流，驱动爆炸，虽然低能量的，ONeMg核心和一些Fe核心的祖细胞。新诞生的中子星的中微子发射特征得到了修正，引力波信号的新特征被发现，我们关于超新星核合成的概念被粉碎，我们对脉冲星反冲和爆炸不对称性的理解得到了显著的提高。但模拟也表明，中微子动力爆炸可能无法解释最具活力的超新星和超超新星，它们似乎需要磁旋转驱动。现在，建模正在从二维推进到三维，更多的现实主义，新的视角，并希望长期存在的问题的答案即将到来。
2012-06-12 astro-ph.SR gr-qc hep-ph
PUSHing Core-Collapse Supernovae to Explosions in Spherical Symmetry II: Explodability and Global Properties
在先前提出的原理验证研究中，我们建立了一个参数化的球对称爆炸方法（PUSH），可以再现核心坍缩超新星的许多特征。本文超越了能够再现SN 1987 A的观测性质的具体应用，对一组广泛的非旋转、太阳金属丰度恒星祖先模型的爆炸性质进行了系统的研究，这些模型的质量范围从10.8到120 M $_\odot$，其中包括作为大质量恒星坍缩的最终结果的从中子星到黑洞的转变，以及后者与超新星和微弱/失败的超新星的关系。本文件提供了扩展的核合成预测的基础上，即将在星系演化模型中使用的文件。
2020-02-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
SN2025aico: An Interesting Case Of $^{56}$Ni Mixing, Ejecta Asymmetries, and Dust Formation in a Type IIb Supernova
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Institute of Science Tokyo（东京科学大学）
本研究通过多波段观测揭示IIb型超新星SN2025aico中$^{56}$Ni有限混合、抛射物不对称及新尘埃形成，连接了前身星演化与爆炸物理。
2026-09-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
PUSHing Core-Collapse Supernovae to Explosions in Spherical Symmetry III: Nucleosynthesis Yields
在先前提出的原理验证研究中，我们建立了一个参数化的球对称爆炸方法（PUSH），可以再现各种爆炸前模型的核心坍缩超新星的许多特征。该方法是基于中微子驱动的机制，遵循崩溃，反弹和爆炸。我们的核合成预测模型有两个关键方面。首先，质量削减和爆炸能量同时出现在模拟中（确定每个恒星模型的铁族喷出物的数量）。第二，中微子和物质之间的相互作用被一致地包括在内（设置最里面的喷射物的电子分数）。在本文中，我们使用Ebinger等人（2018）成功的爆炸模型，其中包括两套太阳金属丰度的爆炸前模型，组合质量在10.8和120 M $_{\odot}$之间。我们进行系统的核合成研究，并预测详细的同位素产量。由此产生的$^{56}$镍喷出物是在总体上与正常的核心坍缩超新星的观测值。铁组产额也与贫金属恒星HD84937的丰度一致。我们还提出了一个比较我们的结果与观测趋势的α元素铁的比例。
2018-12-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
SN 2017gmr: An energetic Type II-P supernova with asymmetries
我们提供了发光的II-P型超新星SN 2017 gmr从发现后数小时到前180天的高节奏紫外（UV），光学和近红外（NIR）数据。SN 2017 GMR在早期光谱中没有显示出狭窄的高电离发射线，但光学光变曲线的演化表明，在爆炸后至少2天内，必须存在来自星周介质（CSM）相互作用的额外能量源。早期光变曲线的模拟显示，它的前身半径约为500 R $_{\odot}$，与相当致密的红超巨星一致，而晚期光度显示，如果光变曲线仅由放射性衰变提供动力，那么$^{56}$ Ni的质量可能会更低，但如果CSM相互作用对后平台光度有贡献，那么$^{56}$ Ni的质量可能会高达0.130 $\pm$ 0.026 M $_{\odot}$。突出的多峰发射线的H $α$和[O I]出现后154天，作为一个不对称的爆炸或CSM中的不对称的结果。在爆炸的前两天内，可能存在CSM相互作用，但没有窄线，这可能是一个紧密、致密、不对称的CSM被球状超新星喷出物迅速包裹的例子。
2019-07-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
PUSHing core-collapse supernovae to explosions in spherical symmetry IV: Explodability, remnant properties and nucleosynthesis yields of low metallicity stars
在本系列的第四篇论文中，我们使用参数化的球对称爆炸方法PUSH对两组非旋转恒星祖先模型进行了系统的研究。我们的研究包括爆炸前的模型与金属丰度Z=0和Z=Z $_{\odot}\times 10^{-4}$和覆盖的祖质量范围从11到75 M $_\odot$。我们提出并讨论了所有模型的爆炸性质，并预测在这种方法内的残余物（中子星或黑洞）的质量分布。我们还进行了系统的核合成研究，并预测详细的同位素产量作为祖质量和金属丰度的函数。我们提出了我们的核合成结果与观测派生的$^{56}$镍喷出物从正常的核心坍缩超新星和铁族丰度的贫金属星HD~84937的比较。总的来说，我们的爆炸能量，剩余质量分布，$^{56}$镍质量，和铁组产率的结果是一致的正常CCSNe的观察。我们发现，在低和零金属丰度的恒星祖先更容易BH的形成比那些在太阳的金属丰度，这允许在LIGO/VIRGO观察到的质量范围内的BH的形成。
2020-02-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Characterizing SASI- and Convection-Dominated Core-Collapse Supernova Explosions in Two Dimensions
核心坍缩超新星中微子机制的成功依赖于两种流体动力学不稳定性的支持作用：中微子驱动的对流和静止吸积激波不稳定性（SASI）。根据恒星祖先的结构，这些不稳定性中的每一个都可以在爆炸开始之前主导增益区的演变，并对随后的不对称性产生影响。在这里，我们研究的流动动力学在爆炸附近的参数二维，时间依赖性的流体动力学模拟的线性稳定性很好地理解。我们发现，系统的对流参数是亚临界（SASI为主）开发爆炸一旦大规模的，高熵的气泡能够生存几个SASI振荡周期。这些长寿命的结构在冲击膨胀期间由SASI播种。虽然初始扰动的幅值会导致爆炸时间的显著差异，但它们不会从性质上改变这一结果。超临界系统（对流主导）也会通过发展大规模的气泡而爆炸，尽管这些结构的形成是由于浮力活动。非爆炸系统达到一个准稳态，其中时间平均流量调整本身是对流次临界。我们使用球形傅里叶-贝塞尔分解表征湍流，识别相关的缩放和连接的时间和空间分量。最后，我们验证了这些原则在Mueller，Janka，& Heger（2012）的广义相对论辐射流体动力学模拟中的适用性，并讨论了对三维情况的影响。
2014-02-28 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
PUSHing Core-Collapse Supernovae to Explosions in Spherical Symmetry: Nucleosynthesis Yields
核心坍缩超新星（CCSNe）是大质量恒星的极高能量死亡。它们在宇宙中许多重元素的合成和传播中起着至关重要的作用。在过去，CCSN核合成计算依赖于人工爆炸方法，无法充分捕捉恒星最内层的物理现象。PUSH方法以SN 1987 A为基准进行校准，利用原中子星（PNS）发射的重味中微子的能量来触发参数化爆炸。这使得有可能遵循PNS的一致演变，并确保更准确地处理喷出物的电子分数。在这里，我们提出了铁组核合成的核心塌陷超新星，爆炸与PUSH，为两个不同的祖先系列的结果。计算出的收益率观测贫金属星数据的比较。核合成产率将计算所有元素和广泛的祖细胞质量。这些产率对于星系化学演化的模型非常有用。
2017-01-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutron star kicks by the gravitational tug-boat mechanism in asymmetric supernova explosions: progenitor and explosion dependence
超新星爆发早期的不对称物质抛射可以使新生的中子星产生反冲速度。对于中微子驱动的爆炸NS加速被证明主要是由各向异性驱逐内喷出物的引力吸引，而流体动力学的贡献在次主导的水平上，和不对称中微子发射只起次要作用。二维和三维流体动力学模拟表明，这种引力拖船机制可以解释观测到的年轻NS的空间速度高达1000 km/s以上。在这里，我们讨论了如何NS踢取决于能量，喷出物的质量，和不对称的SN爆炸，和哪种作用的紧凑性的预塌缩恒星核心起到的动量转移到NS。我们还提供了简单的解析表达式NS速度在这些数量。参考文献中的流体动力学模拟的结果，我们认为，为什么在讨论的情况下NS加速，电子捕获SNe，低质量铁核SNe和超剥离SNe可以预期有相当低的内在NS踢比核心崩溃SNe的大规模恒星核心。我们的基本论点仍然有效，如果祖星拥有大规模的不对称性，在其对流硅和氧燃烧层。可能的情况下，自旋踢对齐勾勒。我们的大部分讨论仍然是在概念和定性的水平上，需要更多的工作，在数值模拟方面，以确定所涉及的参数，其处方的依赖性将需要配方，可用于更好地描述NS踢在二进制进化和人口合成研究。
2017-02-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Radiative-transfer modeling of nebular-phase type II supernovae. Dependencies on progenitor and explosion properties
核心坍缩超新星（SNe）的星云相位谱提供了关于大质量恒星及其爆炸的关键和独特的信息。本文给出了一组II型超新星爆炸后300 d的一维稳态非局域热力学平衡辐射转移计算。引导的结果为一个大的恒星演化模拟，我们工艺的II型SNe从12，15，20，和25 Msun星爆炸的喷出物模型。喷出物的密度结构和动能，56 Ni的质量，和化学混合的水平被参数化。我们的模型光谱是敏感的，采用线多普勒宽度，一种现象，我们与铁II和OI线与Lyalpha和Lybeta的重叠。我们的光谱显示出对56Ni混合的强烈敏感性，因为它决定了衰变功率被吸收的位置。即使在爆炸后300天，富氢层也对来自内部富金属层的辐射进行再加工。在一个给定的祖先模型中，56 Ni质量和分布的变化会影响喷出物的电离，从而调节所有谱线的强度。这种电离位移可以淬灭CaII线发射。在我们的一组模型中，OI 6300双重峰强度是祖细胞质量的最稳健特征。然而，我们强调，对流壳合并在祖大质量恒星内部可以污染富O壳钙，这将削弱OI 6300的双重通量在由此产生的星云SN II光谱。这一过程可能发生在自然界中，在更高质量的祖细胞中发生得更多，并可以部分解释从星云光谱推断的17 Msun以下的祖细胞质量的优势。
2020-07-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Dimension as a Key to the Neutrino Mechanism of Core-Collapse Supernova Explosions
我们探讨的核心坍缩超新星爆炸的中微子加热机制的可行性的空间维度的依赖。我们发现爆炸的趋势是一个单调增加的函数的尺寸，与3D需要$\sim$ 40 $-$ 50\%的驱动中微子光度比1D和$\sim$ 15 $-$ 25\%的驱动中微子光度比2D低。此外，我们发现，对于一个给定的中微子光度爆炸的延迟总是在3D比2D短，有时数百毫秒。这种维度效应的量级比其他各种效应的量级要大得多，比如核燃烧、非弹性散射或广义相对论，这些效应有时被用来弥合当前模糊和不确定的理论状况与超新星爆炸的事实之间的差距。由于真正的超新星发生在三维空间，我们的发现可能是解开恒星天体物理学中最有问题的谜题之一的重要一步。此外，尽管在3D中我们确实看到了爆炸前的不稳定性和爆炸的不对称性，但与2D中的情况不同，我们没有看到明显的轴对称偶极激波振荡。相反，随着维度的增加，功率不稳定性可用的自由能似乎被越来越多的自由度所共享。因此，强偶极轴对称在2D和以前确定为一个基本特征的冲击流体动力学可能无法生存在3D作为一个突出的特点。
2010-07-07 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-th
Hydrodynamic simulations of the interaction of supernova shock waves with a clumpy environment: the case of the RX J0852.0-4622 (Vela Jr) supernova remnant
在所有电磁波段的观测表明，许多超新星遗迹（SNRs）具有非常非球面的形状。这可能是超新星爆炸或恒星周围介质不对称的结果。我们研究产生的不均匀性和混合所产生的元素从这两个来源在多维流体动力学模拟的超新星爆炸波传播到多云的环境。我们对特定SNR Vela Jr（RX J0852.0-4622）进行建模。通过将我们的结果与最近的观测结果进行比较，我们可以限制爆炸的性质。我们发现，大约800年前发生的几个10^{51} erg的高能爆炸与SNR的形状和发射相一致，以及几千年前能量接近10^{51} erg的超新星。
2014-08-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Asymmetries and Circumstellar Interaction in the Type II SN 2024bch
本文对邻近的II型超新星SN 2024bch进行多历元测光与光谱研究，发现其早期高电离发射线、高质量损失率及光谱不对称性，揭示了与不对称星周介质的持续相互作用，为巨星复杂演化环境提供新线索。
2025-01-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Effects of Rotation on 3D Core-Collapse Supernova Models for Low-Mass Progenitors
Princeton University（普林斯顿大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）；University of Idaho（爱达荷大学）
研究9-$M_{\odot}$低质量前身星超新星爆炸模拟中，各种可观测量对旋转速率的依赖性，发现旋转对超新星动力学各方面影响不大，仅最快旋转模型反冲踢和自旋明显对齐，核合成产率对旋转速率依赖性小，初始到最终核心自旋周期比率约4000。
2026-09-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Bubble-like Interior of the Core-Collapse Supernova Remnant Cassiopeia A
大质量恒星的死亡被认为是由铁核坍塌引发的非球形爆炸。这些灾难性爆炸如何进行的细节仍然不确定，部分原因是对各种过程的观测限制有限，这些过程可能会在恒星内部深处引入不对称性。在这里，我们提出了年轻的银河系超新星遗迹仙后座A的近红外观测，IIb型核心坍缩爆炸的后代，以及其内部的三维地图，未受冲击的喷出物。残骸的内部有一个气泡状的形态，平滑地连接到并有助于解释残骸明亮的反向冲击膨胀碎片主壳中看到的多环结构。这种内部结构可能起源于湍流混合过程，该过程促进了富含放射性56 Ni的喷出物向外膨胀羽流的发展。如果这是真的，那么大量的衰变产物56 Fe可能仍然存在于这些内腔中。
2015-01-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Spatial distribution of radionuclides in 3D models of SN 1987A and Cas A
在多维计算建模的可能性，特别是三维（3D）模拟的出现，我们对核心坍缩超新星（SNe）的中微子驱动的爆炸机制的理解在过去十年中经历了显着的进展。第一个自洽的，第一原理模型已经显示出成功的爆炸在3D中，甚至失败的情况下，可以治愈的微物理内部的中子星（NS），更好的网格分辨率，或更详细的祖条件在核心崩溃的开始，特别是大规模的扰动对流硅和O燃烧壳。3D模拟还实现了从爆炸波的开始，通过从祖表面的冲击波爆发，到SN的放射性动力演化，并朝向新兴残骸的自由膨胀阶段，连续跟踪中微子驱动的爆炸。在这里，我们提出了这样的模拟结果，形成的基础上，直接比较观察SNe和SN残留物，以获得限制仍然有争议的爆炸机制。结果表明，流体动力学不稳定性和混合过程与中微子驱动的爆炸产生良好的协议与测量NS踢，SN 1987 A的光变曲线的属性，以及在SN 1987 A和仙后座A中观察到的铁和44 Ti分布的不对称性的基础上的预测。
2017-05-02 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Evidence of Asymmetry in SN 2007rt, a Type IIn Supernova
本文介绍了对缓慢演化的I型In SN 2007 rt的光学光度和光谱分析，涵盖了发现后481天的时间。它最早的光谱是在爆发时期后约100天拍摄的，表明存在一种致密的星周介质，超新星喷出物与之相互作用。这是由缓慢演变的光变曲线支持的。SN 2007 rt的光谱中有一个显著的特徴，就是有一条很宽的He I 5875谱线，这在IIn型超新星中是不常见的。这可能意味着这颗恒星的祖先有很高的He/H比，通过质量损失已经脱落了相当大一部分的氢壳。一个中等分辨率的光谱揭示了一个狭窄的H α P-Cygni轮廓，其吸收分量的宽度为128公里/秒。这种缓慢的速度表明SN 2007 rt的前身最近经历了质量损失，风速与亮蓝色变量检测到的下限相当。在早期阶段的H和He的线轮廓的不对称性具有一些相似的双峰特征中观察到的一些Ib/c谱。这些不对称性可能表明不对称或双极流出，或者在快速膨胀的喷出物中形成尘埃。此外，爆炸后240多天的后期光谱显示了新形成的尘埃存在的明确证据。
2009-05-23 astro-ph.SR
Three-dimensional pure deflagration models with nucleosynthesis and synthetic observables for Type Ia supernovae
我们调查是否纯粹的爆燃模型的克拉塞卡质量的碳-氧白矮星可以解释一个或多个子类的Ia型超新星（SN Ia）爆炸观察到的人口。本文计算了一组三维全恒星流体动力爆炸模型，其中爆燃强度采用多点点火方法进行参数化。对于每个模型，我们计算详细的核合成产率在后处理步骤与384核素核网络。我们还计算合成观测与我们的三维蒙特卡罗辐射转移代码与观察比较。对于弱的和中等的爆燃强度（能量释放E_nuc <~ 1.1 × 10^51 erg），我们发现爆炸留下的结合残余物富含3%~ 10%（按质量计）的爆燃灰烬。然而，我们没有得到大的反冲速度最近在文献中报道。我们发现，E_nuc约为0.5 × 10^51 erg的弱爆燃与类2002 cx超新星Ia的光变曲线和光谱都很吻合，而且爆炸能量更低的模型也可以解释这个子类中一些较暗的成员。通过将我们的合成观测值与超新星Ia的性质进行比较，我们可以排除最明亮、最强烈的点火模型作为任何观测到的超新星Ia的候选者：它们的B-V颜色明显偏离正常和2002 cx类超新星Ia，它们太亮了，不能作为其他子类的候选者。
2014-04-18 astro-ph.SR
Synthetic Light Curves and Spectra for the Photospheric Phase of a 3D Stripped-Envelope Supernova Explosion Model
基于三维超剥离超新星模型，合成光变与光谱预测快速微弱暂现源，揭示镍分布不对称导致的视角依赖，为约束爆炸模型提供新途径。
2025-10-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
The 3-D Structure of SN 1987A's inner Ejecta
SN 1987 A爆炸20年后，我们现在能够观察到三维空间分辨的内部喷出物。新合成的物质及其放射性衰变子产物的详细绘图揭示了爆炸机制。这可能揭示爆炸的几何形状及其与SN 1987 A周围的赤道环和外环的联系。我们用积分场光谱法对超新星喷出物和赤道环在[Si I]+[Fe II]和He I发射谱线上成像。光谱信息可以被映射到径向速度图像中，显示出喷出物在天空上和垂直于天空平面的方向上的膨胀。内部喷出物在空间上解决了南北方向，显然是不对称的。我们认为，大部分的喷出物是位于同一平面所定义的赤道环，并没有形成一个双极结构已经建议。喷出物的确切形状建模，我们发现，一个细长的三轴椭球体最适合的意见。从我们的光谱分析的喷出物光谱，我们发现，大部分的He I，[Si I]和[Fe I-II]的排放起源于核心材料，经历了爆炸核合成。He I发射可能是富α冻结的结果，如果正电子能量是局部沉积的。我们的观测清楚地表明SN 1987 A的非对称爆炸机制。伸长和速度的不对称性指向一个大规模的空间非球形分布预测在最近的爆炸模型。喷出物在赤道环平面上的方向反对由于恒星旋转而通过两极引起的喷射爆炸。
2010-07-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
A Case Study of Small Scale Structure Formation in 3D Supernova Simulations
对超新星遗迹的观测表明，在爆炸的不同点上形成了许多大规模和小规模的结构。自SN 1987 A以来，人们一直在进行核心坍缩超新星的多维建模，模拟和观测都表明，爆炸期间的瑞利-泰勒不稳定性是残骸结构形成的主要驱动力。我们提出了一个案例研究的三维结构形成的\msol{15}超新星的不同参数。我们调查的影响，适度的不对称性和不同的分辨率的RT不稳定区域的形成和形态，并采取第一步，在确定典型的物理量（大小，组成）所产生的团块。我们发现，在这个祖的主要RT不稳定区域的发展，在他/OC接口的所有情况下考虑。RT不稳定性导致相对于环境气体过密1-2个数量级的团块，具有残余物直径的百分之几水平的尺寸尺度，并且在没有周围介质的情况下，在残余物演化的第一个$\sim30$年之后不扩散。
2012-06-08 astro-ph.SR
Nucleosynthesis-relevant conditions in neutrino-driven supernova outflows. II. The reverse shock in two-dimensional simulations
在核心坍缩超新星爆发开始后，从新生的中子星发射的中微子驱动超音速重子外流。这种中微子驱动的风与移动速度更慢的早期超新星喷出物相互作用，形成风终止激波（或反向激波），改变了当地的风条件及其演变。重要的核合成过程（α-过程、带电粒子反应、r-过程和vp-过程）都发生或可能发生在这种环境中。核合成依赖于密度、温度和膨胀速度的长期演化。在这里，我们提出了二维流体动力学模拟与中微子运输效应的近似描述，这是第一次遵循反弹后吸积，爆发，风的形成，并通过与前面的超新星喷出物碰撞风膨胀。我们的结果表明，各向异性的喷出物分布有很大的影响，反向冲击的位置，风廓线，和长期的演变。这表明，流体动力学不稳定性后，核心反弹和相应的不对称性可能有重要的影响，在中微子加热的重子质量流从原中子星的核合成相关的条件。
2010-12-14 astro-ph.SR
A High-Velocity Scatterer Revealed in the Thinning Ejecta of a Type II Supernova
我们提出了深，星云相位光谱偏振的II-P/L SN 2013 ej型，获得爆炸后167天与欧洲南方天文台的甚大望远镜。偏振通量谱是一个近乎完美的（92%相关），红移（约4，000 km/sec）的总通量谱的复制品。这种惊人的对应关系以前从未在星云相超新星分光偏振测量中观察到过，尽管迄今为止能够揭示它的数据很少获得。通过与恒星爆炸的二维偏振辐射转移模拟的比较，我们证明了由放射性56-Ni的高速空间受限团块的衰变产生的局部电离-由最终径向速度超过4，500 km/sec的爆炸合成并作为爆炸的一部分发射-可以通过增强的电子散射再现观测结果。在星云相早期（第134天）获得的额外数据产生了类似的强相关性（84%）和红移，而在光球相时期，从第8天到第97天的采样则没有。这表明，高速散射源的主要偏振特征只有在最初不透明的厚氢包层变得足够透明时才占主导地位。在其他相当典型的核心坍缩超新星中的这种检测增加了越来越多的证据，支持自然界最常见类型的恒星爆炸的强烈不对称性，并建立了偏振通量的力量-以及由它编码的特定信息在星云时代的线光子-作为此类调查的重要工具。
2021-10-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Axisymmetric Ab Initio Core-Collapse Supernova Simulations of 12-25 M_sol Stars
我们概述了四个从头算轴对称核心坍缩超新星模拟使用详细的光谱中微子输运计算与我们的CHIMERA代码，并开始从Woosley & Heger（2007）的质量12，15，20，和25 M_sol的祖先。所有四个模型都表现出超过\sim 200 ms的激波复苏（导致爆炸的可能性），由中微子能量沉积驱动。流体动力学的不稳定性，赋予实质上的不对称性的冲击援助这些复苏，与对流出现在12 M_sol模型和25 M_sol模型中出现的第一个静止吸积激波不稳定性（SASI）。三个模型已经开发出明显的扁长形态（20 M_sol模型保持近似球形）。反弹后500 ms，四个模型的平均激波半径均超过3,000 km，诊断爆炸能量分别为0.33、0.66、0.65和0.70 Bethe（B = $10^{51}$尔格），并且还在增加。我们的模型中质量最小的三个模型已经有足够的能量完全解开它们的祖先的包络（即，爆炸），正如我们对它们的爆炸能量的最佳估计所证明的那样，爆炸能量在反弹后的320、380和440 ms处首次变为正值。到850 ms时，12 M sol的诊断爆炸能量已饱和在0.38 B，我们估计的喷出物的最终动能为\sim 0.3 B，这是与低质量的祖细胞的观察。
2013-03-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
3D Synthetic Convective Velocity Fields to Initialise Core-Collapse Supernova Simulations from 1D Progenitors
本研究提出了一种基于1D初始条件生成合成三维速度场的方法，用于核心塌缩超新星模拟，以研究三维前身体不对称性对爆炸机制的影响。
2025-10-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Nebular spectra from Type Ia supernova explosion models compared to JWST observations of SN 2021aefx
本研究比较了多种SN Ia爆炸模型与JWST观测的SN 2021aefx星云光谱，发现无单一模型完全匹配，但识别出[Ca IV]和[Ne II]等新谱线特征，并指出需改进原子碰撞数据及模型物理要素。
2023-10-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Modelling supernova line profile asymmetries to determine ejecta dust masses: SN 1987A from days 714 to 3604
许多核心坍缩超新星的后期光学和近红外线轮廓表现出红蓝不对称性，这是由于超新星喷出物的后退部分发出的辐射的内部尘埃更大的消光。在这里，我们提出了一个新的代码，DAMOCLES，模型的核心塌陷超新星的线轮廓上的尘埃的影响，以确定新形成的尘埃的质量。正如Lucy等人（1989）所指出的，在晚期时间线剖面中出现扩展的红色散射翼也可以表明尘埃的形成。我们发现，灰尘影响的线轮廓不一定是通量偏置的蓝色，虽然轮廓峰将始终蓝移。我们整理了SN 1987 A的光谱，并模拟了H $α$谱线从第714天到第3604天的演化，以及[OI] 6300，6363 A双峰在第714天到第1478天的演化。各种证据表明存在结块，我们发现，我们的结块灰尘模型需要显着更高的灰尘质量比平稳分布的灰尘模型。我们的线轮廓拟合表明，除了可容纳高达0.07 M $_{\odot}$的非常高的纯硅酸镁外，所有颗粒类型的第714天尘埃质量<3 $\times$ 10 $^{-3}$ M $_{\odot}$。即使在较早的时期，通常也需要大的晶粒半径（>0.6 $μ$ m）来拟合线轮廓。我们发现，一个大的尘埃质量（> 0.1 M $_{\odot}$）已形成的第3604天，并推断大多数目前的尘埃质量必须形成后，这一时期。我们的研究结果同意最近的估计，从SED适合SN 1987 A的尘埃质量演化，并支持的推断，大多数SN 1987 A的…
2015-11-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
Three-dimensional distribution of ejecta in Supernova 1987A at 10 000 days
由于距离很近，SN 1987 A提供了一个独特的机会，可以直接观察恒星爆炸的几何形状。在这里，我们介绍了SN 1987 A在爆炸后约10，000天使用HST/STIS和VLT/SINFONI在光学和近红外波长下获得的光谱和成像观测。这些观测使我们能够产生迄今为止最详细的H-α 3D图，[Ca II] λλ7292，7324，[O I] λλ6300，6364和Mg II λλ9218，9244的第一个3D图，以及[Si I]+[Fe II] 1.644 μm和He I 2.058 μm的新图。与以前的观测结果比较表明，[Si I]+[Fe II]通量和形态在过去十年中没有显着变化，提供了证据表明它是由44 Ti提供动力的。H-alpha的时间演化表明，它主要由来自环的X射线提供动力，这与以前的发现一致。所有有足够信号的线都显示出类似的大尺度3D结构，南北不对称，类似于破碎的偶极子。这种结构与早期对不对称性的观察有关，表明存在从内核延伸到外壳的全局不对称性。在较小的尺度上，两条最亮的线，H-α和[Si I]+[Fe II] 1.644 μm，显示了约200 - 1000 km/s水平的子结构和它们的3D几何形状的明显差异。我们讨论这些结果的背景下，爆炸模型和喷出物中的灰尘的属性。
2016-09-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
SN 2022ngb: A faint, slowly evolving Type IIb supernova with a low-mass envelope
Yunnan Key Laboratory of Survey Science, Yunnan University（云南省测绘科学重点实验室，云南大学）；INAF - Osservatorio Astronomico di Padova（意大利国家天体物理研究所帕多瓦天文台）；Yunnan Observatories, Chinese Academy of Sciences (CAS)（中国科学院云南天文台）；International Centre of Supernovae, Yunnan Key Laboratory（超新星国际研究中心，云南省重点实验室）；Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)（空间科学研究所（ICE，CSIC））；INAF - Osservatorio Astronomico di Brera（意大利国家天体物理研究所布雷拉天文台）；School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文与空间科学学院）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）
SN 2022ngb是一颗低光度IIb型超新星，其前身星为中等质量、相对紧凑的剥离包层恒星，爆炸参数包括喷流质量、能量和放射性物质分布。
2026-02-24 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Testing a Pre-Supernova Contribution to $^{44}$Ti in Cassiopeia A
Meiji University（明治大学）；University of Victoria（维多利亚大学）；Naval Research Laboratory（海军研究实验室）；Kyoto University（京都大学）；The University of Tokyo（东京大学）
本研究结合NuSTAR和XRISM观测，检验仙后座A中$^{44}$Ti的前超新星壳层合并贡献，发现其可占总量约一半，表明前超新星核合成与爆炸燃烧共同作用。
2026-09-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Infrared Spectropolarimetric Detection of Intrinsic Polarization from a Core-Collapse Supernova
大质量恒星以核心坍缩超新星（CCSN）的形式爆炸死亡。导致坍缩恒星反弹到爆炸的确切物理过程还没有得到很好的理解，解决这个问题的关键可能在于测量CCSNe喷出物的形状。分光偏振法是在银河系和麦哲伦云之外对CCSNe进行这种测量的唯一方法。我们提出了一个CCSN的红外（IR）光谱偏振检测，使新的高灵敏度WIRC+Pol仪器在帕洛玛天文台，可以观察CCSNe（M = -17马格斯）到20 Mpc的偏振精度~0.1%。红外光谱偏振比光学的影响较小的尘埃散射在拱星和星际介质，从而提供了一个更公正的探头的内在几何形状的SN喷出物。SN 2018 hna是一个类似SN 1987 A的爆炸，在爆炸后182 d，在天空中160 °方向的J波段上显示出2.0 ± 0.3%的连续偏振。假设像SN 1987 A中那样的扁长几何形状，我们推断出喷射物轴比<0.48，对称轴指向70度位置角。轴比与SN 1987 A相似，表明它们可能具有相同的固有几何形状和倾角。我们的数据并不排除扁圆状喷出物。我们还观察到另一个核心崩溃和两个热核SNe在J带。SN 2020 oi是M100中的一个Ic型剥层SN，在峰值光下p = 0.37+-0.09%，表示10%的不对称性或主星际偏振。SNe Ia、2019 ein和2020 ue在峰值光附近具有p < 0.33%和< 1.08%，分别指示小于10%和20%的不对称性。
2021-02-03 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Fast neutrino flavor conversions near the supernova core with realistic flavor-dependent angular distributions
最近有人指出，来自超新星的中微子通量几乎在核心上方就可以显示出实质性的味道转换。使用线性稳定性分析和数值解的完全非线性运动方程，我们进行了详细的研究，这些快速转换，重点放在该地区的超新星核心。我们仔细地指定了空间或时间演化的不稳定性，并发现中微子向核心移动使快速转换更加普遍，即，这对于在$ν_e$和${\barν_e}$的天顶角光谱之间产生交叉的更宽范围的通量比和角度不对称是可能的。利用超新星模拟预测的通量和角分布，我们发现快速转换可以在几十纳秒内发生，距离假定的中微子球只有几米远。如果这些快速的味道转换确实发生了，它们将对超新星爆炸机制和核合成产生重要影响。
2016-09-12 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
SN 2006oz: rise of a super-luminous supernova observed by the SDSS-II SN Survey
我们研究SN 2006 oz，一个新发现的贫氢超亮超新星。我们从SDSS-II SN巡天中获得了涵盖上升时间的多色光变曲线，以及显示爆炸发生在z~0.376的光谱。我们拟合黑体函数来估计光球的温度和半径演化，并使用参数化代码SYNOW来模拟光谱。我们构建了一个测辐射热的光变曲线，并将其与爆炸模型进行了比较。非常早期的光变曲线显示出g-和r-波段的下降，以及在上升到最大光之前u-波段可能的初始冷却阶段。测辐射热光变曲线显示了一个前体平台，在静止帧中持续6-10天。SN绝对峰值亮度的下限为M_u < -21.5，上升时间至少为29天。在我们的观测过程中，发射球的半径增加了一倍，达到2 × 10^15厘米，而温度保持在15000 K。至于其他类似的SNe，光谱是最好的建模元素，包括O II和Mg II，而我们暂时建议，Fe III可能存在。我们认为，前体平台可能与在拱星介质（CSM）的复合波，并讨论这是否是所有类似的爆炸的共同属性。随后的上升可以同样很好地描述输入从磁星或喷出物CSM相互作用，但模型没有很好地约束，由于缺乏后最大的观测，CSM相互作用有困难占前体高原自洽。放射性衰变不太可能是发光的机制。在10 m GTC的深度成像中发现的宿主星系是一个中等年轻的恒星形成星系，但不是星暴星系。它的绝对星等为M_g =-16.9。
2012-05-18 astro-ph.SR
Analytic insight into the physics of SASI I. Shock instability in a non-rotating stellar core
本文通过微扰分析和绝热模型解析研究非旋转恒星核心中SASI的激波不稳定性，给出振荡周期解析公式，并揭示平流-声学耦合的径向扩展特性，为后续研究旋转和非绝热效应奠定基础。
2024-10-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
A two-parameter criterion for classifying the explodability of massive stars by the neutrino-driven mechanism
到目前为止，仅仅根据大质量恒星（中子星（NS）或黑洞）在核心坍缩之前的结构来判断它的命运还很模糊。我们的工作和以前的尝试发现一个非单调变化的成功和失败的超新星与零年龄的主序质量，没有一个单一的结构参数可以作为一个很好的预测措施。然而，我们确定了两个参数计算的前坍缩结构的祖先，这在组合允许一个明确的分离爆炸和非爆炸的情况下，只有少数例外（~1-2.5%），在我们的621个研究恒星模型。一个参数是M4，定义了每个核子的无量纲熵为s=4时的归一化封闭质量，另一个参数是在s=4时的mu 4 = d（m/M_sun）/d（r/1000 km），是该位置的归一化质量导数。这两个参数μ 4和M4* μ 4与坍缩恒星的质量下落率Mdot和吸积原NS的电子型中微子光度L_nue ~ M_ns*Mdot直接相关，它们在理论上描述中微子驱动的爆炸为停滞吸积激波逃逸现象的“临界光度”概念中起着至关重要的作用。所有的模型都是采用Ugliano等人的方法来模拟中微子驱动的球对称爆炸。吸积层的中微子发射用灰色输运方程近似，而1.1M太阳原NS核的不确定中微子发射用解析模型参数化。通过标定与核-边界条件相关联的自由参数，再现了5种不同的超新星前身模型的观测值。
2016-01-08 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Natal Kicks of Stellar-Mass Black Holes by Asymmetric Mass Ejection in Fallback Supernovae
雷佩托、戴维斯和西古德森最近对银河势中包含黑洞的低质量X射线双星的轨道进行了积分，结果表明，只有当黑洞受到明显的出生踢时，才能解释银河平面上方某些系统的大距离。令人惊讶的是，他们发现黑洞反冲速度的分布（而不是动量的分布）应该与中子星相似。在这里，我认为，这个结果可以理解，如果中子星和黑洞踢是一个后果，大规模的不对称性创造的超新星喷出物的爆炸机制。非对称排出物质的各向异性引力不仅通过“引力拖船机制”加速新生中子星。它也可以导致延迟黑洞的形成，因为初始喷出物的最慢部分不对称地回落到瞬时存在的中子星上，在此过程中，黑洞的动量可以随着回落质量的增加而增加。因此，黑洞反冲速度不会像由新生中子星的各向异性中微子发射引起的反冲那样，因中子星与黑洞质量之比而减小。
2013-05-31 astro-ph.HE astro-ph.SR
Simulation to a Newborn Supernova Remnant from a Low-mass Iron Core Star
University of Tennessee, Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）；Oak Ridge National Laboratory（橡树岭国家实验室）
通过1D/2D/3D模拟，研究中子星风和放射性衰变加热对9.6太阳质量零金属度前身星爆炸后遗迹演化的影响，发现衰变加热形成低密度气泡、抑制反向激波，并导致喷流形态不对称，投影形态和速度依赖视角。
2026-07-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Wind nebulae and supernova remnants of very massive stars
一小部分（逃逸）大质量恒星的质量超过$60$ - $70\, \rm M_{\odot}$，并被预测在以核心坍缩超新星的形式结束生命之前，会演化为明亮蓝变星和沃尔夫-拉叶星。我们的2D轴对称流体动力学模拟探讨如何快速风（$2000\, \rm km\, \rm s^{-1}$）和高质量损失率（$10^{-5}\, \rm M_{\odot}\, \rm yr^{-1}$）可以影响的形态拱星介质。它的形状是100 pc尺度的风星云，当它以超音速速度$20$ - $40\, \rm km\, \rm s^{-1}$穿过银河平面的星际介质（ISM）时，可以被驱动星穿透。这种逃逸恒星的运动将超新星爆炸的位置移出了它们的弓形激波星云，对最终的激波膨胀造成了不对称性，并产生了天鹅座环状的超新星遗迹。我们的结论是，大小（超过$200\, \rm pc$）的对流风腔中的化学富集的超新星喷出物扩大，有效地混合风和ISM材料的数密度至少$10\%$，可以被用来作为一个非常大的祖先，这种$0.1\, \rm Myr$老遗迹的失控性质的示踪剂。我们的研究结果激发了进一步的观测活动，致力于非常大质量的恒星BD+43 3654的弓激波和同步辐射发射沃尔夫-拉叶壳G2.4+1.4的密切环境。
2020-02-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
Freeze-out yields of radioactivities in core-collapse supernovae
我们从两种机制探讨了核坍缩超新星在冻结膨胀过程中的核合成趋势。第一种机制与通过超新星激波吸积的同质恒星祖物质内的对流和不稳定性有关。第二种机制与原中子星上方喷出物的动荡内部区域内的超音速风终止激波（反向激波）的影响有关。我们的结果表明，在冻结膨胀过程中产生的质量范围为12<=A<=122的同位素可以分为两个家族。第一族的同位素表现出共同的质量分数演化曲线，其每个同位素的特定形状取决于在每种类型的冻结膨胀期间两个平衡态之间的特征性转变（平衡态转变）。第一族包括这个质量范围内的大多数同位素。第二个家族仅限于魔核和同位素，它们不维持任何跃迁，成为核流中心，并主导最终的组成。我们使用指数和幂律绝热剖面来识别核反应之间的动态大尺度和小尺度平衡模式。此外，我们引入非单调的参数化剖面，以探测反向冲击和多维爆炸不对称性对核合成的影响。的情况下，其中的非单调配置文件有利于生产的放射性。非单调冻结的配置文件涉及较长的非平衡核合成间隔相比，指数和幂律的配置文件，导致质量分数的趋势和产量分布，可能无法实现的单调冻结的配置文件。
2011-10-21 astro-ph.SR
Hydrodynamic Simulations of Pre-Supernova Outbursts in Red Supergiants: Asphericity and Mass Loss
本研究通过二维流体动力学模拟，改进一维模型，研究红超巨星波热沉积引发的前超新星质量抛射，发现低加热率下包层近似同尺度膨胀，高加热率产生激波，非球对称性小，质量损失有限。
2020-08-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
