Jittering jets promote dust formation in core-collapse supernovae
Department of Physics, Technion, Haifa, 3200003, Israel（海法理工学院物理系）
研究发现核心塌缩超新星残骸中的尘埃形态呈喷流状，提出喷流的性质及其与核心和包层的相互作用决定了尘埃形成量和形态。
2026-05-10 astro-ph.HE
The jittering jets explosion mechanism (JJEM) in electron capture supernovae
该研究通过一维恒星演化模拟，发现电子俘获超新星中坍缩前核心对流区可提供角动量涨落，在抖动喷流机制下驱动爆炸，中子星残骸质量在1.25-1.43太阳质量之间。
2024-07-18 astro-ph.HE
Exploding Core-Collapse Supernovae with Jittering Jets
我们认为，抖动喷气机，即，由核心坍缩超新星中新形成的中子星发射的、发射方向迅速改变的喷流可以使恒星爆炸。我们表明，在广泛的参数范围内，快速窄喷流通过冲击波将能量沉积在恒星内部，并形成两个热泡，最终合并，加速恒星的其余部分并导致爆炸。为了防止喷流穿透坍缩的恒星核心并带着能量逃逸，应该防止喷流在恒星上钻孔，而不是形成热气泡。如果射流的轴线迅速改变其方向，则可以满足该条件。这种将射流能量沉积到周围介质中的过程称为射流穿透反馈机制。反馈的存在是，在核心坍缩超新星中心的中子星（或黑洞）通过爆炸恒星来关闭自己的生长。喷流在距离中心1000公里的地方沉积能量，并在半径以上排出质量。在我们的模型中，在离中心几百公里处的失速激波附近的物质没有被排出，而是被吸积并供给了吹出喷流的吸积盘。中微子可能会影响吸积流，但在提出的模型中，它们在爆炸恒星中的作用很小。
2011-03-08 astro-ph.HE
Implications of post-kick jets in core collapse supernovae
我检查的假设，形成轴对称形态特征的核心坍缩超新星（CCSN）残留物的射流后踢射流，即，中子星（NS）在爆炸后并在获得其初始反冲速度后发射这些喷流。我发现这个假设意味着CCSN祖先的坍缩前核心有足够的角动量波动来支持爆炸恒星的抖动喷流。从这一发现，即成形射流既不倾向于与反冲速度对齐，也不垂直于它，我认为，假设成形射流后反冲射流有以下含义。(1)NS在爆炸后约10 s在距爆炸中心约5000 km的半径处吸积质量。(2)所需的角动量波动的吸积气体来解释中等值的喷流踢角也足以支持间歇性的预踢吸积盘，就在爆炸之前和期间。这种间歇性的吸积盘很可能会发射出喷流，在抖动喷流爆炸机制的框架内爆炸恒星。这表明，最有可能的成形射流是最后的射流在抖动射流爆炸机制，而不是后踢射流。(3)抖动喷流爆炸机制预期黑洞具有较小的出生反冲速度。
2023-01-31 astro-ph.HE
The two alternative explosion mechanisms of core-collapse supernovae: 2024 status report
该研究对比核心坍缩超新星的两种爆发机制，指出中微子机制存在能量不足、预言失败超新星未观测到、无法解释点对称遗迹形态等问题，提出抖动喷流爆发机制才是主要爆发机制，中微子加热仅起辅助作用。
2024-11-13 astro-ph.HE
Long-lived intermittent accretion disks in the jittering jets explosion mechanism (JJEM) of core-collapse supernovae
Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
研究核心坍缩超新星抖动喷流爆炸机制中长寿命间歇性吸积盘的形成，通过粘性驱动角动量传输和喷流阻止极向吸积延长盘寿命，增加JJEM可解释的形态种类，强化其作为CCSN主要爆炸机制的地位。
2026-09-09 astro-ph.HE
Jet - counter-jet asymmetry in the jittering jets explosion mechanism of supernovae
本文通过分析超新星遗迹N63A的三对耳朵形态，论证了抖动喷流爆炸机制中喷流与反喷流的不对称性，并提出该不对称性源于吸积盘在喷流发射期间未能完全弛豫为薄盘。
2024-02-14 astro-ph.HE
Imprints of the jittering jets explosion mechanism in the morphology of the supernova remnant SNR 0540-69.3
我确定了一个点对称的结构，在最近发表的VLT/MUSE速度图的不同元素在一个平面上沿视线在超新星遗迹SNR 0540-69.3的中心，并认为，抖动的喷流，爆炸这个核心坍缩超新星形成这个点对称的结构。组成这个点对称结构的四对两个相对的团块表明，两到四对抖动的喷流在这个平面上形成了内部喷出物。此外，几条谱线的强度图像揭示了一条微弱的条带（主喷流轴），它是抖动喷流平面的一部分，它与其他一些SNR和一些行星状星云的形态特征相似，进一步表明了喷流的成形。我的解释意味着，除了不稳定性之外，喷流还混合了核心坍缩超新星喷出物中的元素。基于点对称结构，并假设抖动喷流爆炸了这颗超新星，我估计中子星出生踢速度在天空平面上的分量约为235 km/s，与主喷流轴方向成47度角。本文在抖动射流爆炸机理的框架内，对这一冲击方向和其它12个信噪比进行了分析。
2022-01-10 astro-ph.HE
Exploding Core-Collapse Supernovae by Jets-Driven Feedback Mechanism
利用2.5维流体动力学模拟研究了核心坍缩超新星（CCSNe）抖动喷流爆炸模型中的流动结构，发现该模型中的流动满足爆炸的一些基本要求。在抖动喷流模型中，喷流由围绕新生中子星的间歇性吸积盘以随机方向发射。它们将自己的动能储存在坍缩的核内，并通过喷射外核引发爆炸。喷流的吸积和发射是由一个反馈机制控制的：当喷流设法喷射核心时，吸积停止。我们发现，即使当射流的方向围绕对称轴变化时，它们也会膨胀热气泡，设法将气体向各个方向排出。我们还发现，虽然大部分的环境核心气体向外喷射，足够的质量来提供动力的射流吸积（0.1Mo），主要是从赤道面方向。这与作为反馈机制的抖动射流爆炸机制是兼容的。
2013-11-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Jittering jets in stripped-envelope core-collapse supernovae
Technion - Israel Institute of Technology（以色列理工学院）
本研究利用MESA代码模拟发现，12-40倍太阳质量的剥离包络核心坍缩超新星前身星内核存在强对流区，可为抖动喷流爆发机制提供条件，支撑了所有大质量恒星都会爆发、无失败核心坍缩超新星的结论，完善了该爆发机制的理论基础。
2026-10-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Possible indications for jittering jets in core collapse supernova explosion simulations
我分析了最近的三维流体动力学模拟的爆炸核心坍缩超新星（CCSNe），发现一个快速增加的诊断爆炸能量发生平行，或很短的时间后，吸积的气体具有相对较大的量的角动量和/或特定的角动量。尽管在模拟中没有磁场，但角动量吸积和爆炸能量增加之间的正相关趋势出现。我推测，加入磁场会使这种正相关性更强，并会增加爆炸能量。有时，高角动量吸积导致双极流出，在某些情况下改变方向。我认为，中微子加热和随机角动量之间存在相互影响，两者共同作用，以改变方向的双极流出物（即抖动喷流）爆炸恒星。这项研究要求对CCSNe的模拟进行深入的流分析，例如，介绍新诞生的中子星（NS）附近的流结构、密度和流的角动量。
2019-07-31 astro-ph.HE
The role of jets in exploding supernovae and in shaping their remnants
我回顾研究核心塌陷超新星（CCSNe）和类似的瞬态事件，属性的主要作用，在大多数CCSNe和塑造他们的喷出物射流。我首先回顾了抖动喷气机爆炸机制，我采取权力大多数CCSN爆炸。中微子加热确实在推动喷流方面发挥了作用。我比较了一些CCSN残留物的行星状星云的形态，得出结论，喷射和不稳定性是其喷出物形成的原因。然后，我讨论CCSNe的后代快速旋转坍缩的核心，导致固定轴射流（小抖动），形状双极喷出物。双极型CCSNe中有很大一部分是超亮超新星（SLSNe）。我的结论是，SLSNe光变曲线和光变曲线中的凸起的建模必须包括喷气机，即使考虑高能磁星和/或喷出物与拱星物质（CSM）的相互作用。我将双极CCSNe的性质与普通包层喷流超新星（CEJSNe）联系起来，在CEJSNe中，一颗古老的中子星或一个黑洞盘旋在包层内部，然后进入红超巨星的核心。我讨论如何喷流可以塑造爆炸前的CSM，在超新星1987 A，并可以电源爆炸前爆发（前体）的二元系统的祖先CCSNe和CEJSNe。二元相互作用也促进了爆炸后射流的发射。
2022-12-06 astro-ph.HE
Jittering-jets explosion triggered by the standing accretion shock instability
我们表明，已被用来缓解核心坍缩超新星（CCSNe）中微子驱动的爆炸模型的冲击复苏的常设吸积激波不稳定性（SASI），可能会发挥更决定性的作用，在提供所需的随机角动量触发爆炸与抖动射流。我们发现，如果SASI横向（非径向）运动的动能大于吸积气体能量的10%，则随机角动量可以达到新生中子星周围开普勒比角动量的5%.这种吸积流沿着磁极留下平均开度约为5度的开放圆锥区域。根据抖动喷流模型，从开放的极地区域流出的能量会引发爆炸。
2016-03-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Nucleosynthesis in neutrino-heated ejecta and neutrino-driven winds of core-collapse supernovae; neutrino-induced nucleosynthesis
核心坍缩超新星最内部的喷出物被认为是某些铁族和重核的来源。喷出物主要由中微子加热驱动，主要是由于中微子捕获自由中子和质子。这样的中微子相互作用对于设置喷出物中的中子丰度起着至关重要的作用。最近的流体力学研究表明，复杂的中微子输运表明，喷出物只是温和的中子丰富，甚至质子丰富。在这样的条件下，合成了各种各样的反式铁同位素，而中子丰度不足以产生r过程核。在这篇文章中，介绍了核心坍缩超新星中中微子加热的喷出物和中微子驱动的风中核合成的基本概念以及最新研究。中微子加热的喷出物表明早期喷出物的组成部分，在最初的几个seocnds中，各向异性对流活动的中微子层以上的物质成为重要的核合成。然后，中微子驱动的风随之而来，这是从原中子星表面出现的近似各向同性的外流。根据这些特点，本文分别基于最近的多维流体动力学模拟和半解成风解对核合成进行了研究。这些研究表明，反式铁物种高达原子质量数90，以及一些稀有同位素，如48 Ca和92 Mo，在中微子加热的喷出物中产生。中微子驱动的风不太可能是r-过程核的来源，而是原子序数为110的富含质子的同位素的有希望的来源。
2023-03-16 astro-ph.HE
Identifying a point-symmetric morphology in supernova remnant Cassiopeia A: explosion by jittering jets
本文在仙后座A超新星遗迹中识别出由多对相反喷流塑造的点对称形态，有力支持抖动喷流爆炸机制（JJEM），并对中微子驱动爆炸机制提出严峻挑战。
2024-09-04 astro-ph.HE
Amplifying magnetic fields of a newly born neutron star by stochastic angular momentum accretion in core collapse supernovae
我提出了一个新的机制，以提高磁场放大新诞生的中子星在核心坍缩超新星。在这种机制中，它在抖动喷流爆炸机制中运行，并在湍流对规则磁场的放大之上，核心坍缩超新星中随机角动量的吸积形成了具有强初始磁场但旋转缓慢的中子星。吸积气体的角动量变化是抖动喷流爆炸机制所特有的，它对中子星表面附近的吸积质量的磁场施加了一个变化的方位角切变。我认为，这可以形成一种放大效应，我称之为随机欧米茄（S $ω$）效应。在普通的$αω$发电机中，旋转具有恒定的方向和值，因此提供恒定的方位角剪切，而对流具有随机行为。在S $ω$发电机中，随机角动量不同于湍流，因为它在大尺度上运行，并且它不同于规则的旋转剪切，因为它是随机的。基本的假设是，由于角动量轴的方向从一个吸积插曲到下一个，吸积插曲的旋转流拉伸磁场，在前一个插曲放大。我估计单独的S $ω$发电机的放大因子为$\approx 10$。我推测，S $ω$效应解释了最近的一项发现，即许多中子星生来就具有强磁场。
2019-08-22 astro-ph.HE
Type Ia Supernovae and their Explosive Nucleosynthesis: Constraints on Progenitors
Ia型超新星（SNe Ia）的前身是什么，它们是近克拉塞卡质量还是亚克拉塞卡质量的白矮星，几十年来一直是争论的问题。各种观测提示支持这两个模型作为主要的祖先。本文综述了这两类母星中Ia超新星的爆炸物理和化学丰度模式。我们将讨论超新星Ia的观测数据，他们的残余物，银河系和星系团可以帮助我们确定的基本特征，超新星Ia的数值模型需要匹配。
2021-11-29 astro-ph.HE
Explosive nucleosynthesis of ultra-stripped Type Ic supernovae: application to light trans-iron elements
研究了由1.45和1.5 M $_\odot$ CO星演化的超剥离Ic型超新星在中微子驱动的二维爆炸过程中的爆炸核合成。这些超新星以$\sim 10^{50}$ erg的爆炸能量爆炸并释放出$\sim 0.1$ M $_\odot$喷出物。轻的反式铁元素Ga-Zr在中微子辐照的喷出物中产生。这些元素的丰度分布有很大的不确定性，因为中微子照射的喷出物的电子分数的不确定性。元素的产率将小于0.01 M $_\odot$。由轻CO核演化而来的超剥离超新星和核塌缩超新星可能是轻反式铁元素的主要来源。它们也能产生富中子核$^{48}$ Ca。超剥离超新星喷出$^{56}$ Ni，$\sim$为0.006 - 0.01 M $_\odot$。如果大部分中微子辐照的喷出物是富质子的，则会产生更多的$^{56}$ Ni。这些超新星的光变曲线表明它们是一种亚发光的快速衰变爆炸，峰值量级约为$-15$ - $-16$。未来对超剥离超新星的观测可能会对一类中子星合并的事件率产生限制。
2017-07-10 astro-ph.HE
Neutrino-dominated accretion flows: second nucleosynthesis factory in core-collapse supernovae and regulation of iron markets in galaxies
宇宙金属被广泛认为是由超新星（SNe）和致密物体合并产生的。在这里，我们讨论的核心坍缩SNe（CCSNe）的中微子为主的吸积流（NDAF）与流出的核合成，并表明，从NDAF的流出可以有一个显着的贡献$^{56}$ Ni丰度在微弱的爆炸，如果祖星的质量约$25-50$ $M_\odot$。质量较小的祖星可以产生更多的$^{56}$镍比他们更大质量的同行在海王星外流核合成通道。因此，我们发现，总的（即，CCSNe和海王星外流）每个CCSN的$^{56}$ Ni质量仅微弱地依赖于祖星的质量。在金属丰度演化过程中，如果考虑NH3流出核合成产额和CCSNe的上限，$^{56}$ Fe（被$^{56}$ Ni衰变）质量与初始总气体质量的比值可增加$\sim$ 1.95倍.我们的研究结果可能对太阳邻域、星系和活动星系核的化学演化具有重要意义。
2021-07-12 astro-ph.HE
Nucleosynthesis Constraints on the Explosion Mechanism for Type Ia Supernovae
对Ia型超新星的观测包括与这些热核爆炸有关的特征性核合成的信息。我们认为，从铁组元素和同位素比的观测约束，比较与最现实的最近治疗的电子捕获获得的各种模型。核合成对最高的白矮星中心密度敏感。因此，核合成的产额可以区分高密度的拉塞卡质量模型和低密度的燃烧模型，如白矮星合并。我们讨论了两个球形模型（爆燃和/或延迟爆轰模型）基于新的电子捕获率后处理核合成的新结果。我们还考虑了圆柱形和三维爆炸模型（包括爆燃，延迟爆炸，或暴力合并模型）。虽然在观测约束中存在不确定性，但我们确定了观测和模型中的一些趋势。我们从五个观测到的超新星和三个超新星遗迹的元素和同位素比值的模型进行了新的比较。我们发现，模型和数据往往分为两组。在一组低密度的核心，如在一个3D合并模型是稍微更一致的核合成数据，而另一组是稍微更好地确定与高密度的核心，如在单简并的1D-3D爆燃模型。因此，我们假设，这两种类型的环境似乎几乎同样有助于观察SNIa。我们还注意到，观测约束的产量$^{54}$铬和$^{54}$铁，如果可用的话，可能会被用来作为一种手段，以澄清SNIa爆炸的几何对称性的程度。
2018-08-22 astro-ph.HE
Simulating the shaping of point-symmetric structures in the jittering jets explosion mechanism
本研究通过三维流体力学模拟发现，抖动喷流爆炸机制（JJEM）能通过发射随机方向喷流形成点对称形态，解释CCSN遗迹观测结构，表明JJEM在超新星爆炸机制中起核心作用。
2025-04-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Nucleosynthesis in magneto-rotational supernovae
我们提出的核合成的磁旋转超新星（MR-SNe），包括中微子驱动和磁旋转驱动的喷出物的基础上，第一次，精确的中微子输运的二维模拟。这里分析的模型具有不同的旋转和磁场，使我们能够探索这两个关键因素的影响。精确的中微子输运的模拟是至关重要的，以分析轻微的富含中子和质子的喷出物，类似于，也中微子驱动，喷出物在标准超新星。在强磁场模型中，r过程产生重元素，直到第三个r过程峰（$A\sim 195$），与以前的工作一致。这个模型提出了一个类似于射流的爆炸，富含质子的射流被富含中子的物质包围，在那里发生r过程。我们已经估计出$^{56}$ Ni的下限为$2.5\times10^{-2} M_\odot$，这仍然远低于预期的超新星值。更长的模拟，包括吸积盘的演变，需要得到一个最终的预测。此外，我们还发现，在弱磁场模型中，后期的演化是关键的，在弱磁场模型中，后期喷射的富中子物质产生的元素达到第二个r-过程峰。即使我们还不能为超新星核合成提供结论，我们的结果与超新星遗迹中的老恒星和放射性同位素的观测结果一致。这使得MR-SNe成为中子星合并中合成重元素的一个很好的补充方案，并使我们更接近于了解它们的起源和MR-SNe在早期星系核合成中的作用。
2021-01-20 astro-ph.HE
R-process Nucleosynthesis from Three-Dimensional Magnetorotational Core-Collapse Supernovae
我们研究了三维（3D）广义相对论磁流体动力学模拟快速旋转强磁化核坍缩的r-过程核合成。模拟包括一个微物理有限温度状态方程和泄漏计划，捕捉整体能量和轻子数交换由于反弹后中微子发射和吸收。我们用核反应网络天网追踪喷射物质的成分。我们的研究结果表明，磁旋转核心坍缩超新星（CCSN）的三维动力学是重要的核合成签名。我们发现，超过第二个峰值的r-过程材料的生产减少了100倍时，由快速旋转的核心产生的磁旋转射流进行扭结不稳定性。我们的研究结果表明，3D磁旋转供电CCSNe是一个强大的r-过程源，只有当他们获得的核心与不切实际的大预塌陷磁场的顺序$10^{13}$ G的崩溃。此外，我们限制为轴对称的比较模拟导致对于较低磁场强度的r工艺生产过于乐观。
2017-12-26 astro-ph.HE
Supernova 1987A's keyhole: A long-lived jet-pair in the final explosion phase of core-collapse supernovae
本文用平面抖动喷流玩具模型解释SN 1987A钥匙孔结构，提出晚期持续吸积可产生长寿命喷流对，并支持JJEM解释核心坍缩超新星爆发。
2024-05-20 astro-ph.HE
The two promising scenarios to explode core collapse supernovae
我比较了我认为最有希望爆发核心坍缩超新星（CCSNe）的两种情况。两者都是基于负射流反馈机制（JFM）。在抖动喷流的情况下，一颗缓慢旋转的恒星的坍缩核心可以发射喷流。发射喷流的吸积盘或吸积带（一种向赤道面集中的次开普勒吸积流）是间歇性的，轴的方向不同。不稳定性，如静止吸积激波不稳定性（SASI），导致随机角动量的变化，使间歇性的吸积盘/带的形成。根据这种情况，不存在失败的CCSNe。根据固定轴假设，祖先恒星的核心必须在演化的后期阶段旋转，因此所有的CCSNe都是强相互作用双星系统的后代，最有可能是通过共同的包络演化（无论伴星是否幸存）。由于强烈的双星相互作用，围绕新生中子星形成的吸积盘的轴或多或少有一个固定的方向。在定轴假设下，新诞生的中子星周围不会形成吸积盘/吸积带，而是以失败的CCSNe告终。我还提出了这样的可能性，即抖动喷流方案适用于初始质量为8 Mo <M（ZAMS）<18 Mo的祖细胞，而固定轴方案适用于M（ZAMS）> 18 Mo。第一次，这两种情况进行了比较，以及中微子驱动的爆炸机制的某些方面。这些新的比较进一步表明，JFM在大质量恒星爆炸中起着重要作用。
2017-07-25 astro-ph.HE
Explaining the morphology of supernova remnant (SNR) 1987A with the jittering jets explosion mechanism
我们发现超新星（SN）1987 A的遗迹与四个超新星遗迹（SNRs）有一些共同的形态特征，这些超新星遗迹都有喷流成形的特征，由此我们加强了喷流在SN 1987 A爆炸中发挥了关键作用的说法。一些形态特征也出现在行星状星云中，在那里可以观察到喷流。超新星爆发的爆发机制可以解释SN 1987 A的结构，即：SNR 1987 A。我们进行了初步的尝试，以量化的质量，是通过一个吸积盘或带吸积到新生的中子星的角动量的波动。吸积盘/吸积带发射的喷流爆炸了核心坍缩超新星（CCSNe）。吸积盘/带的弛豫时间与抖动喷流爆炸机制中典型的喷流发射事件的持续时间相当，因此盘/带没有时间弛豫。我们认为，这可能解释不平等的两个相反的射流，后来导致不平等的两侧的细长结构的信噪比的CCSNe。我们重申我们先前的呼吁，即从中微子驱动的爆炸到CCSNe的喷气驱动的爆炸的范式转变。
2018-04-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
$r$-Process Nucleosynthesis from Three-dimensional Jet-driven Core-Collapse Supernovae with Magnetic Misalignments
我们调查$r$过程的核合成在三维广义相对论磁流体动力学模拟的喷流驱动的超新星导致快速旋转，强磁化的核心崩溃。我们通过进行四个模拟来探索塌陷前磁场相对于旋转轴错位的影响：一个对齐的模型和具有15度、30度和45度错位的模型。我们提出的模拟采用微物理有限温度状态方程和泄漏计划，捕获的整体能量和轻子数交换由于反弹后中微子的发射和吸收。我们用拉格朗日示踪粒子跟踪喷射物质的热力学性质，并用核反应网络SkyNet分析其成分。通过使用不同的中微子光度后处理的示踪剂数据与天网，我们约束中微子光度的不确定性的影响。我们发现，对于这里考虑的对齐模型，使用一个近似的泄漏计划的结果在中微子光度的不确定性对应的第三峰$r$过程元素的丰度的100-1000的不确定性的一个因素。我们的研究结果表明，对于30度或更小的错位，$r$过程的元素是稳健的生产，只要中微子光度是合理的低（$\lesssim 5 \times 10^{52}$ erg s $^{-1}$）。对于45度的更极端的未对准，我们发现超过第二峰值的$r$工艺元件的产生显著减少。我们的结论是，强大的$r$过程的核合成在磁旋转超新星需要一个祖恒星核心与一个大的极向磁场分量，至少是适度（$\sim 30$度内）与旋转轴对齐。
2018-03-20 astro-ph.HE
The Puppis A supernova remnant: an early jet-driven neutron star kick followed by jittering jets
本研究通过Puppis A的点对称喷流形态支持JJEM，并提出kick-BEAP机制解释中子星诞生踢动。
2025-03-17 astro-ph.HE
Nucleosynthesis in jet-driven and jet-associated supernovae
与常规的核心坍缩超新星相反，快速旋转的大质量恒星的爆炸可以发展出喷流，即沿着旋转轴方向的快速准直流出。根据旋转速率和坍缩前的磁场强度，以及放大磁场的可能机制，这样的核心可以通过磁旋转而不是通过基于中微子加热的标准超新星机制爆炸。这种情况可以解释在超新星类中观察到的最高动能。在更长的时间尺度上，旋转和磁场在原磁星或超吸积黑洞驱动的长伽马射线暴的引擎中起着重要的作用。这两类事件的特征都是由中微子驱动的相对论性喷流和风或中心物体的磁自旋下降。这些事件中的核合成包括铁族元素的产生，包括可能增强的放射性56镍的合成，导致高峰值亮度。此外，这些事件是所有恒星核心坍缩事件中最有可能通过快速中子捕获形成最重原子核的事件。越来越复杂的数值模拟表明，至少有一个有限的r过程是可能的，但它仍然开放如何强大的数值方法和初始条件的变化，这一结果是。如果是这样的话，带有喷流的超新星可能有助于观测到的银河系化学富集，特别是在中子星合并之前的早期。
2023-03-22 astro-ph.HE
Triggering jet-driven explosions of core-collapse supernovae by accretion from convective regions
我们发现坍缩的大质量恒星核的对流区具有足够的随机角动量，可以在新生的中子星（NS）或黑洞（BH）周围形成间歇性的吸积盘，这符合核坍缩超新星爆炸的抖动喷流模型的要求。为了得出这一结论，我们推导了恒星对流层中随机比角动量的近似表达式，并利用混合长度理论将其应用于四个恒星模型的核心坍缩时期。在所有使用恒星演化代码MESA演化的模型中，对流氦层有足够的角动量形成一个吸积盘。NS或BH周围可形成吸积盘的质量为0.1- 1.2 Mo;根据抖动喷流模型，这个质量的随机吸积可以形成间歇性的吸积盘，喷射出足够强大的喷流来爆炸恒星。我们的结果表明，即使核内~2- 5 Mo吸积到NS或BH（质量取决于恒星模型）上后没有发生爆炸，核外层的吸积最终也会导致高能超新星爆炸。
2014-02-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Explosive Nucleosynthesis in Sub-Chandrasekhar Mass White Dwarf Models for Type Ia Supernovae: Dependence on Model Parameters
最近对Ia型超新星（SNe Ia）的观测显示了爆炸强度、光变曲线和化学成分的多样性。为了研究超新星Ia这种多样性的可能起源，我们对钱德拉塞卡质量附近的碳氧（CO）白矮星（WD）的爆炸和相关核合成进行了多维流体动力学研究，参数范围很广（Leung and Nomoto 2018 ApJ）。在本文中，我们扩展我们的宽参数调查模型的爆炸sub-Bracrasekhar质量CO WD。爆炸机理采用双爆轰模型。测量的模型参数包括$Z = 0 - 5~Z_\odot$的金属丰度、$M = 0.90 - 1.20~M_\odot$的CO WD质量和$M_{\rm He} = 0.05 - 0.20~M_\odot$的He包络质量。我们还研究了初始He爆轰配置，如球形，气泡，和环形形状，触发C爆轰。对于这些参数，我们推导出最小的He信封质量触发C爆轰。然后，我们研究如何爆炸动力学和相关的核合成依赖于这些参数，并比较我们的结果与以前的代表性模型。我们将我们的核合成产率与在SNe Ia 2011 fe，2012 cg和2014 J中观察到的Fe峰元素和同位素的异常丰度模式以及SNe Ia残留物3C 397进行比较，以提供对它们的祖先和环境的限制。本文给出了亚克拉塞卡质量爆炸的核合成产额表，讨论了它们在银河系化学演化和考古学中的作用。
2020-06-30 astro-ph.HE
Post-explosion positive jet-feedback activity in inner ejecta of core collapse supernovae
我们进行三维流体动力学模拟弱喷流，我们发射到一个核心坍缩超新星（CCSNe）喷出物爆炸后半小时，发现快速喷流与CCSN喷出物的相互作用产生高压区，诱导回流，导致质量吸积到新诞生的中子星。在总能量为10^45-10^46 erg的弱喷流中，回流质量吸积的能量可能比高能喷流高出一个数量级。总的来说，两个爆炸后喷射喷射事件的射流有足够的能量来影响最内部的喷出物的形态，质量为0.1 M_O。我们的研究结果意味着，在一些，可能是少数，CCSN残留物的内部区域可能会显示一个双极结构，结果从爆炸后的弱射流。这部分以外的区域可能会显示抖动射流的形态。
2022-03-24 astro-ph.HE
Nucleosynthesis in thermonuclear supernovae
热核（Ia型）超新星的爆炸能量来自于轻“燃料”核（主要是碳和氧）爆炸融合成以铁和硅族元素为主的更紧密结合的核“灰”时释放的核结合能的差异。同样的爆炸性热核聚变事件也是促成重元素，特别是铁族元素核合成的主要过程之一。例如，太阳及其行星系统中的大多数铁和锰都是在热核超新星中产生的。本文综述了碳氧白矮星材料中爆炸热核燃烧的物理过程，以及利用流体动力学爆炸模型计算预测核合成的方法。虽然主要的爆炸情景仍不清楚，但核燃烧和核合成的许多方面对所有模型都是共同的，必须以某种形式发生，以产生观测到的产量。我们总结了现有爆炸模型的预测核合成产量，特别强调不同的建议方案导致Ia型超新星的核合成签名的特征差异。在此之后，我们将讨论这些签名如何与几个单独的超新星，遗迹，以及我们的星系和星系团中的物质组成的观察比较。
2017-04-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
The impact of asymmetric neutrino emissions on nucleosynthesis in core-collapse supernovae II -- progenitor dependences --
研究了质量范围为9.5 ~ 25 $M_{\odot}$的前体超新星核心坍缩（CCSNe）中不对称中微子发射对爆炸性核合成的影响。我们进行轴对称，流体动力学模拟的CCSN爆炸与一个简化的中微子输运，其中施加的$ν_{\rm e}$和${\bar ν}_{\rm e}$的反相关偶极发射。然后，我们评估的CCSN喷出物的丰度和质量在后处理的方式。我们发现，不对称的$ν$ -发射导致$p$ -和$n$ -丰富的物质分别在高- $ν_{\rm e}$和- ${\bar ν}_{\rm e}$半球的大量喷射.它大大影响了比镍重的元素的喷出物的丰度，无论祖细胞，虽然这些元素轻于钙是不太敏感。基于这些结果，我们计算了国际货币基金组织的CCSN喷出物的平均丰度考虑到Ia型SNe的贡献。对于$m_{\rm asy} = 10/3\%$和$10\%$，其中$m_{\rm asy}$表示中微子发射中偶极分量的不对称程度，轻于Y的元素的平均丰度与太阳丰度相当，而在$m_{\rm asy} \ge 30\%$的情况下，重于Ge的元素的平均丰度过度产生。我们的结果还表明，不对称中微子发射的影响体现在高- $ν_{\rm e}$半球和高- ${\bar ν}_{\rm e}$半球之间[Ni/Fe]和[Zn/Fe]丰度比的差异上，这表明未来对CCSN遗迹的X射线光谱观测将提供不对称中微子发射的证据。
2021-01-24 astro-ph.HE
Nucleosynthesis in magnetorotational supernovae: impact of the magnetic field configuration
本文通过五个三维MHD模型比较不同磁场拓扑对磁旋转超新星核合成的影响，发现产物可从铁族延伸至第三r过程峰，且主要由爆炸动力学与磁场构型决定。
2024-01-25 astro-ph.HE
The physics of Core-Collapse Supernovae: explosion mechanism and explosive nucleosynthesis
本文综述了核心坍缩超新星的1D和3D模拟进展，探讨了大质量恒星演化、爆炸机制、激波传播及各阶段的不确定性，并说明了爆炸的典型核合成产物。
2024-03-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Hydrodynamics and Nucleosynthesis of Jet-Driven Supernovae I: Parameter Study of the Dependence on Jet Energetics
本研究通过参数调查，探讨了坍缩星喷流能量对核合成的影响，揭示了喷流能量与抛射物质量、镍产量及元素相关性之间的关系，为银河化学演化提供了丰度表。
2023-05-09 astro-ph.HE
PUSHing core-collapse supernovae to explosions in spherical symmetry V: Equation of state dependency of explosion properties, nucleosynthesis yields, and compact remnants
在本系列的第五篇论文中，我们使用参数化的球对称爆炸方法PUSH来研究八种不同的核状态方程（EOS）的影响。我们提出并讨论了爆炸性质和详细的核合成产额，并预测了所有模拟的残余物（中子星或黑洞）。为此，我们进行了两组模拟。第一，使用SFHo状态方程对11至40 M $_{\odot}$的非旋转恒星在三种不同金属丰度下进行了完整的研究。第二，一套模拟的四个祖先（16 M $_{\odot}$在三个金属丰度和25 M $_{\odot}$在太阳金属丰度）为八个不同的核EOS。我们比较我们预测的爆炸能量和产量观察到的超新星和贫金属恒星HD~84937。我们发现爆炸性质和核合成产率的EOS依赖的差异。然而，与观察结果相比，这些差异还不足以排除本工作中考虑的任何EOS。
2022-01-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Explosive Nucleosynthesis in Near-Chandrasekhar-mass White Dwarf Models for Type Iax Supernovae: Dependence on Model Parameters
最近观察到的Ia型超新星（SNe Ia）的多样性，促使我们进行理论模拟的SNe Ia的参数范围很宽。特别是Iax型超新星（SNe Iax）的起源一直不清楚。继我们以前的工作的参数依赖性的SN Ia模型，我们专注于SNe Iax在本研究中。对于SNe Iax模型，我们采用了目前主流的近E-10质量C+O白矮星（WD）的纯湍流爆燃（PTD）模型。我们进行了二维流体动力学模拟爆燃波的传播，留下一个小的WD残留物的背后和喷射核合成材料。我们展示了如何爆炸属性，如核合成和爆炸能量，取决于模型参数，如中心密度和组成的WD（包括混合WD），湍流火焰处方和初始火焰几何形状。我们提取了相关的观测值在我们的模型，并与最近发现的低质量WD与不寻常的表面丰度模式和一些SN残留的丰度模式。我们提供的核合成产额表的应用，恒星考古学和银河系化学演化。我们的研究结果与文献中的代表性模型进行了比较。
2020-07-17 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
Physical Conditions for Synthesis of Sc, Ti, and V in Neutrino-driven Supernovae
Astronomical Science Program, Graduate Institute for Advanced Studies, SOKENDAI（日本国立天文台大学大学院高等研究院天文学专业）；National Astronomical Observatory of Japan, National Institutes of Natural Sciences（日本国立天文台，国立自然科学研究所）；Department of Physics, Faculty of Science and Engineering, Konan University（神户学院大学理工学部物理学科）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Department of Astronomy, Graduate School of Science, The University of Tokyo（东京大学理学研究科天文学系）
研究确定中微子驱动超新星中Sc、Ti和V合成所需的物理条件，包括中微子通量和温度范围，强调三维模拟对实现这些条件的重要性。
2025-12-22 astro-ph.HE
Hydrodynamics and Nucleosynthesis of Jet-Driven Supernovae II: Comparisons with Abundances of Extremely Metal-Poor Galaxies and Constraints on Supernova Progenitors
本文通过二维流体动力学模拟喷流驱动超新星，研究前身星质量、质量截断和非球性对元素丰度的影响，并与极贫金属星系观测比较，证明非球形爆炸对其化学演化的重要性。
2024-10-18 astro-ph.HE
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
Nucleosynthesis in 2D Core-Collapse Supernovae of 11.2 and 17.0 M$_{\odot}$ Progenitors: Implications for Mo and Ru Production
核心坍缩超新星是银河系历史上第一个重元素污染源。因此，重要的是研究其喷出物的核组成，并了解它们对祖细胞结构的依赖性（例如，质量、致密性、金属性）。在这里，我们提出了一个详细的核合成研究的基础上，两个长期的，二维的核心坍缩超新星模拟的11.2 M的$_{\odot}$和17.0 M的$_{\odot}$星。我们发现，在这两种模型中，核远远超出了铁组（高达$Z \approx 44$）可以产生，并详细讨论了p核$^{92,94}$ Mo和$^{96,98}$ Ru的核合成。虽然我们在两个模拟中观察到在稍微富中子的条件下产生$^{92}$ Mo和$^{94}$ Mo，但$^{96,98}$ Ru只能通过$ν$ p过程有效地产生。此外，在$ν$ p-过程中Ru的产生在很大程度上取决于喷出物中非常富含质子的材料的存在。当比较这些同位素在太阳系和太阳前颗粒中的丰度比时，这种生产机制的解开产生了有趣的后果。
2017-08-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Explosive nucleosynthesis with fast neutrino-flavor conversion in core-collapse supernovae
快速中微子味转换（FFC）是核心坍缩超新星（CCSN）理论中可能改变游戏规则的成分。在本文中，我们研究的影响，包括FFC与非对称中微子发射到核合成计算参数的方式结合爆炸核合成的影响。我们发现，喷出物的组成是没有明显的影响，FFC比Co轻的元素，而组成的影响，FFC的较重的元素。我们还发现，FFC的作用取决于中微子发射的不对称程度（$m_{\rm asy}$）和中微子味混合的程度。FFC对$m_{\rm asy}$的影响不是单调的，当$m_{\rm asy}$达到$\sim 10\%$时，喷出物成分的变化比无FFC时增大，而FFC对超大非对称中微子发射（$\gtrsim 30 \%$）的核合成影响很小.我们的研究结果表明，FFC有利于在大多数情况下，富中子的喷出物的生产，虽然它使喷出物更富质子，如果反中微子的转换比中微子的转换更有力。这种趋势的关键因素是中微子吸收，其对核合成的影响可以通过简单的诊断来量化。
2022-12-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutrino Nucleosynthesis of radioactive nuclei in supernovae
研究了太阳金属丰度为15 M $_\odot$ ~ 40 M $_\odot$的母星在爆炸性超新星核合成中中微子诱发的核素产生。我们改进了以前的调查i）通过使用一个全球性的偏微分截面中微子诱导的带电和中性电流反应的核与电荷数$Z < 76 $和ii）通过考虑现代超新星中微子光谱，有显着较低的平均能量相比，以前采用的中微子核合成研究。我们证实了中微子核合成产生的$^7$ Li、$^{11}$ B、$^{138}$ La和$^{180}$ Ta，尽管由于中微子光谱的变化，丰度稍小。我们发现，对于质量小于20 M的恒星，$_\odot$，$^{19}$ F主要由爆炸核合成产生，而对于更高质量的恒星，它是由$ν$过程产生的。我们还发现，中微子诱导的反应，无论是直接或间接地提供了一个增强的丰富的轻粒子，显着有助于生产的放射性核素$^{22}$钠和$^{26}$铝。这两个核是伽玛射线天文学的主要候选人。然而，其他主要靶点，$^{44}$ Ti和$^{60}$ Fe，由中微子诱导的反应产生的意义不大。我们还发现了一个大的增加生产的长寿命的核$^{92}$ Nb和$^{98}$ Tc由于带电电流中微子捕获。
2015-05-05 astro-ph.HE nucl-th
Production of 44Ti and iron-group nuclei in the ejecta of 3D neutrino-driven supernovae
该研究首次基于三维中微子驱动超新星模拟，发现44Ti产额较一维模型显著增强，并揭示长时间演化及非单调温密历史是关键，同时识别出富质子喷出物中45Sc和64Zn的高产特征。
2023-10-17 astro-ph.HE
A Hubble Space Telescope Search for r-Process Nucleosynthesis in Gamma-ray Burst Supernovae
本文利用哈勃空间望远镜及地面大口径望远镜观测4个低红移GRB-SN的晚期颜色，约束其r过程物质产量，并提出未来搜寻策略。
2024-04-09 astro-ph.HE
The neutron star to black hole mass gap in the frame of the jittering jets explosion mechanism (JJEM)
本研究在核心坍缩超新星的抖动喷流爆炸机制框架下构建玩具模型，通过纳入新生中子星吸积物质的随机与恒定角动量分量，解释了中子星与黑洞之间约2.5-5倍太阳质量的稀疏质量间隙成因。
2023-07-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
The impact of asymmetric neutrino emissions on nucleosynthesis in core-collapse supernovae
研究了中微子驱动的核心坍缩超新星（CCSNe）中不对称中微子辐射对爆炸性核合成的影响。我们发现，不对称的排放往往会产生大量的质子丰富的喷出物（电子分数，$Y_e > 0.51$）在较高的$ν_{\rm e}$排放的半球，而富中子物质（$Y_e < 0.49$）在较高的${\bar ν}_{\rm e}$排放的相对半球喷射。对于$\ge 30\%$较大的不对称情况，富含中子的喷出物大量产生，其中有太多的元素比锌相比，太阳丰度。这可能是CCSNe中不对称中微子发射的上限。元素分布的特征也被观察到：（1）丰度轻于钙是不敏感的非对称中微子发射：（2）生产的锌和锗是更大的富中子的喷出物，即使是较小的不对称情况下，$\le 10\%$。我们讨论了这些观测结果，这些结果可能解释超新星遗迹（SNRs）中重元素和中子星踢的不对称性之间的（反）相关性。未来对$α$元素Fe、Zn和Ge的质量和空间分布的直接测量的SNR观测将为我们提供关于中微子发射不对称程度的信息。
2019-07-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Exploding SNe with jets: time-scales
利用圆柱对称数值模拟程序（FLASH）对核心坍缩超新星（CCSNe）进行了流体动力学模拟，在抖动喷流模型的框架下研究了气泡的膨胀和爆炸的起始。我们研究了该模型的典型时间尺度，并将其与缓发中微子机制的典型时间尺度进行了比较。我们的分析表明，延迟中微子机制的爆炸能量比所需的10^51 erg小一个数量级。
2012-04-11 astro-ph.HE
Nucleosynthesis in Type Ia Supernovae, Classical Novae, and Type I X-Ray Bursts. A Primer on Stellar Explosions
Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；Institut d’Estudis Espacials de Catalunya（加泰罗尼亚空间研究所）
本文综述了Ia型超新星、经典新星和I型X射线暴的核合成过程，结合多学科方法探讨恒星爆炸中的元素生成机制。
2026-01-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
The r-process nucleosynthesis in the various jet-like explosions of magnetorotational core-collapse supernovae
研究了核心坍缩超新星（CC-SNe）中的r过程核合成，重点讨论了旋转和强磁场引起的爆炸情况。核合成计算进行磁流体动力学爆炸模型的基础上，具有广泛的初始旋转和磁场的参数。爆炸模型分为两种不同类型：即，磁喷流和延迟磁喷流，它们的原中子星（PNS）在坍缩过程中的磁场较强，在核反弹过程中的磁场相对较弱。根据每个爆炸模型的流体动力学轨迹，我们证实了r-过程成功地发生在反磁喷流中，它产生了包括锕系元素在内的重核。另一方面，延迟磁喷流中的r过程被抑制，其仅合成直到第二峰（$A \sim 130$）的核。因此，延迟磁喷流中的r过程只能解释在贫金属恒星中观察到的“弱r过程”模式，而不能解释太阳丰度所代表的“主r过程”。我们的研究结果表明，核心坍缩超新星是可能的重r过程元素的天文来源，如果他们的磁场足够强，而较弱的磁爆炸可能会产生“弱r过程”图案（$A \lesssim 130$）。我们展示了磁旋转超新星对于解释银河系化学演化的潜在重要性和必要性，以及r过程增强的贫金属星的丰度。我们还研究了由于弱相互作用，决定了最终的中子丰富的喷出物的PNS的性质剩余的不确定性的影响。此外，我们简要讨论了初级射流中的放射性同位素产率（例如，$^{56}$ Ni），以及SNe的几次光学观测和相关的高能天文现象。
2015-08-31 astro-ph.HE astro-ph.SR
