Failed-Detonation Supernovae: Sub-Luminous Low-Velocity Ia Supernovae and Their Kicked Remnant White Dwarfs with Iron-Rich Cores
Ia型超新星（SNe Ia）起源于碳氧（C-O）白矮星（WD）的热核爆炸。单简并的情况下是一个很好的探索模型的超新星Ia不稳定的热核燃烧开始在吸积，rasekhar质量WD，并形成一个前进的火焰。通过几个提议的物理过程，上升的燃烧物质引发爆炸，随后消耗并释放WD。然而，如果爆炸没有被触发，并且爆燃太弱而无法解开恒星，则会出现完全不同的情况。我们探讨了重力约束爆轰（GCD）机制的SNe Ia的失败，并通过二维和三维模拟演示了失败的爆轰SNe的性质。我们发现，失败的爆炸SNe驱逐几个0.1太阳质量的燃烧和部分燃烧的材料，一小部分的材料回落到WD，污染残留WD与中间质量和铁族元素，可能隔离的核心形成WD的核心是富铁。剩余的材料以与WD的逃逸速度相当的速度不对称地喷射，并且作为响应，WD被踢到几百km/s的速度。这些反冲可能会使双星脱离束缚，并弹出一个失控/超高速WD。虽然爆炸失败的超新星的能量和喷射质量是典型热核超新星的一小部分，但它们很可能是亚发光的低速超新星Ia。因此，这种失败的爆炸可能解释或与所观察到的特殊超新星Ia的分支有关，例如低速亚发光超新星家族（SN 2002 cx/SN 2008 ha-like SNe）。
2012-11-20 astro-ph.HE
Failed Supernovae Explain the Compact Remnant Mass Function
对于没有更高质量的红超巨星（16.5 Msun < M <25 Msun）作为IIP型超新星（SNe）的祖先的一种解释是，它们在失败的SNe中死亡，产生黑洞。模拟显示，这些失效的SNe仍然会在微弱的瞬变过程中喷射出它们的氢包层，留下一个质量相当于恒星氦核（5- 8兆太阳）的黑洞。在这里，我们表明，这自然地解释了观察到的黑洞的典型质量和中子星和黑洞质量之间的差距，没有任何微调的SN机制超出了它失败的质量范围内，许多祖先模型的密度结构，使爆炸更容易失败。在对SN类型的任何计算中，包括这约20%的SNe失败人群在祖细胞质量功能上没有困难。而且，除了耐心之外，没有任何观测障碍可以检测到这些黑洞形成事件，或者将它们的速率限制在远低于这一预测的水平。
2013-07-31 astro-ph.HE gr-qc
The search for failed supernovae with the Large BinocularTelescope: The Mid-IR Counterpart to N6946-BH1
本研究结合多台望远镜的多波段观测，分析候选失败超新星N6946-BH1的对应尘埃源特征，验证了失败超新星的尘埃形成理论，并预测未来几年可在近红外直接观测该源。
2023-10-02 astro-ph.HE
Observing neutrinos from failed Supernovae at LNGS
本研究提出可利用格兰萨索国家实验室暗物质与无中微子双β衰变实验的否决区构成小型探测器网络，观测失败核心坍缩超新星的中微子，还能精准测定黑洞形成时刻，助力引力波对应体的搜寻。
2024-03-11 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
$Λ$ hyperons in core-collapse supernovae: Equilibration and neutrino opacities
Instituto de Astrofísica de Canarias（加那利天体物理研究所）；Universidad de La Laguna, Departamento de Astrofísica（拉古纳大学天体物理学系）；LAPTh, CNRS, USMB（拉尼永理论物理实验室，法国国家科学研究中心，萨瓦大学）；CERN, Theoretical Physics Department（欧洲核子研究组织，理论物理部）；Institute of Theoretical Physics, Wrocław University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学理论物理研究所）；Research Center for Computational Physics and Data Processing, Institute of Physics, Silesian University in Opava（俄帕瓦西里西亚大学物理研究所计算物理与数据处理研究中心）
本文计算了核塌缩超新星后原中子星热密非对称条件下$\Lambda$超子的产生率，发现非轻子反应主导化学平衡，时间尺度远小于演化尺度，并揭示了$\Lambda$诱导的中微子不透明度可能影响缪子轻子数演化。
2026-07-03 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Thermal Effects on Black Hole Formation in Failed Core-Collapse Supernovae
我们研究了几个方面的黑洞形成失败的核心坍缩超新星使用一维广义相对论流体动力学模拟。我们使用开源代码GR 1D，并将其纳入核子-核子韧致辐射，这是一个重要的中微子对产生通道。我们专注于如何各种热效应可以影响反弹后超新星演化朝向黑洞的形成。通过模拟有核子-核子韧致辐射和无核子-核子韧致辐射的情况，我们研究了质子中子星中黑洞形成对热支持的敏感性。我们还调查延迟黑洞的形成，人工驾驶爆炸在极端的模型中，质子中子星最初热支持以上的最大重子冷中子星质量，但随后崩溃后，中微子冷却去除足够的热支持黑洞。
2011-03-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutrinos from Type Ia and failed core-collapse supernovae at dark matter detectors
下一颗银河系超新星炽热而致密的内部产生的中微子将在相干弹性核反冲的暗物质实验中可见。虽然对这一频道的研究集中在成功的核心坍缩超新星，热核（Ia型）爆炸，或核心坍缩，未能爆炸，形成一个黑洞，是可能发生的下一个星系超新星事件。我证明了第三代基于稀有液体的暗物质实验，如DARWIN和ARGO，在亚keV阈值下使用仅电离信号进行操作，将通过检测$\mathcal{O}$（1）MeV中微子的$\mathcal{O}$（1）s爆发来区分（a）Ia型爆炸机制的主要假设，和（b）通过探测$\mathcal{O}$（1）s的$\mathcal{O}$（10）MeV中微子爆发，特别是通过标记中微子探测突然停止时黑洞形成的瞬间，建立失败超新星的祖先模型。这种探测对所有中微子的味道都很敏感，对中微子振荡不敏感，因此测量结果与中微子实验是互补的。
2020-04-09 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
The Search for Failed Supernovae with the Large Binocular Telescope: N6946-BH1, Still No Star
我们提出了新的大型双筒望远镜，哈勃太空望远镜和斯皮策太空望远镜的数据失败的超新星候选人N6946-BH 1。我们还报告了一个不成功的尝试，以检测候选人与钱德拉。这颗直径约为30万Lsun的红超巨星在2009年经历了一次爆发，此后在光学上消失了。在2008年5月至2019年10月的LBT数据中，源的R波段光度的任何增加的上限是2000 Lsun。HST和斯皮策的观测结果表明，该源在近红外和中红外继续衰减，在2015年10月至2017年9月期间衰减约2倍，在H波段（F160W）达到2900 Lsun。光谱能量分布的模型与幸存的恒星不一致，这些恒星被持续的风或在瞬态中形成的尘埃所掩盖。N6946-BH 1的消失仍然与失败的超新星一致。
2020-07-30 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Weak shock propagation with accretion. I. Self-similar solutions and application to failed supernovae
本文给出了具有质点引力场的流体静力绝热介质中激波自相似传播的解。与众所周知的Sedov-Taylor爆炸波相反，这些解适用于激波马赫数为几阶的情况，并且激波流体的能量不守恒，而是由激波通过时扫过的环境介质的结合能自洽地修改。此外，我们表明，有一个解决方案（对于一个给定的环境密度分布），顺利通过一个音速点在激波后的流和吸积到中央对象的结果;在类比与邦迪问题，我们提出，这些解决方案是最相关的天体物理环境。我们将这些吸积模型应用于失败的超新星，其中中子星的形成并没有解开信封，但仍然在恒星的外层产生一个微弱的冲击中微子引起的质量损失。我们发现我们的自相似，冲击波传播模型的预测和数值模拟的黄色超巨星的崩溃之间的协议;自相似的解决方案再现整体缩放的冲击速度，时间和空间依赖的演化的速度，密度，和压力背后的冲击，吸积率到黑洞。我们的研究结果对失败的超新星中物质的回落和喷射具有重要意义。
2018-07-10 astro-ph.HE physics.flu-dyn
Imprint of Explosion Mechanism on Supernova Relic Neutrinos
本文计算了超新星遗迹中微子的能谱和事例率，并考虑了超新星核中冲击波复活所需时间的依赖性。冲击波的恢复时间取决于尚不清楚的超新星爆发机制。黑洞形成失败的超新星的贡献也被认为是。总事件率较高的模型与较长的冲击波复兴时间和/或失败的超新星的贡献。谱的硬度并不强烈依赖于激波恢复时间，但由于失败的超新星谱变得硬。因此，超新星遗迹中微子的激波-复兴-时间依赖性与超新星失败的部分有不同的系统性。
2013-10-15 astro-ph.CO astro-ph.HE hep-ph
A physical model of mass ejection in failed supernovae
在大质量恒星的核心坍缩过程中，质子中子星的形成伴随着大量质能（$\sim 0.3 \, M_{\odot}$）以中微子的形式发射。这种质量能量损失产生了向外传播的压力波，在恒星表面附近变陡成冲击波，可能为与否则失败的超新星相关的微弱瞬变提供动力。我们分析研究这种质量损失引起的波的产生和传播。启发式参数提供了一个准确的估计量的能量包含在传出的声音脉冲。然后，我们开发了一个一般的形式主义分析的恒星集中质量损失的线性微扰理论的响应。为了建立直觉，我们将这种形式主义多变恒星模型，找到定性和定量的模拟和启发式的论点协议。我们还将我们的结果应用于现实的前坍缩大质量恒星祖先（包括巨星和致密星）。我们的分析结果的声音脉冲能量，激发半径，和陡峭的恒星信封是在良好的协议与全时变流体动力学模拟。我们表明，{前}的声音脉冲到达恒星光球，光球已经达到速度$\sim 20-100 \%$的本地声速，从而可能适度降低恒星的有效温度之前，恒星消失。我们的研究结果提供了重要的限制失败的超新星的物理性质和观测外观。
2017-10-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
Strangeness in Compact Stars
我们讨论了奇怪的强子，特别是超子，对紧凑型恒星的总体特征和核心坍缩超新星的影响。超子很可能是第一个出现在中子星核内密度为正常核物质两倍的奇异粒子。它们的存在在很大程度上影响了致密星的质量-半径关系、最大质量、中子星的冷却、旋转动力中子星发射引力波的稳定性以及核心坍缩超新星中QCD相变的可能早期发生。我们还概述了在重离子碰撞中产生阈下K介子对中子星最大可能质量的限制。
2010-04-20 astro-ph.HE nucl-th
On the Origin of Mass Ejection in Failed Supernovae
Syracuse University（雪城大学）
研究探讨了失败超新星中弱冲击波的传播及稳定性，发现大马赫数解不稳定，而小马赫数解稳定，揭示了质量喷射与相对质量损失及恒星密度梯度的关系。
2026-05-06 astro-ph.HE
Black Hole Accretion Discs and Luminous Transients in Failed Supernovae from Non-Rotating Supergiants
我们表明，对于超巨星，净角动量是不是一个必要条件，形成吸积盘在核心坍缩。即使没有净旋转，超巨星外部的对流运动也会产生给定半径的平均水平流，速度约为1 km/s;平均流的方向会随着对流区高度的变化而变化。我们确认这些分析估计使用笛卡尔Boussinesq对流模拟。这些平均水平流导致超巨星对流区的随机角动量超过黑洞最后一个稳定圆形轨道的角动量的10倍。因此，超巨星的失败爆炸--中子星上的吸积激波不会复活，导致黑洞形成--可能经常产生吸积盘，可以通过风和喷流为日-周（蓝超巨星）或周-年（黄超巨星和红超巨星）的非热和热瞬变提供动力。这些瞬变将是特别随时间变化的，因为吸积物质的角动量将随时间变化很大。观测到的源，如斯威夫特J1644+57，iPTF 14 hls和SN 2018 cow，以及高能II型超新星（OGLE-2014-SN-073）可能是由这种机制产生的。
2018-11-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
From Jets to Failed Supernovae: Morphologies and Gravitational-Wave Signatures in Two-Dimensional Magnetorotational Core-Collapse Supernovae
Department of Physics and Astronomy, North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学物理与天文系）
研究二维磁旋转核心坍缩超新星的形态及引力波特征，探讨磁场和旋转对超新星爆炸的影响，发现不同爆炸形态及引力波信号特征。
2026-03-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Low-mass failed supernovae and the $10\,M_{\odot}$ peak in the merging black hole mass distribution
California Institute of Technology（加州理工学院）；LIGO Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院LIGO实验室）；Illinois Center for Advanced Studies of the Universe, Department of Physics, University of Illinois at Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校物理学院宇宙高级研究中心）
研究发现10个太阳质量附近存在黑洞合并率峰值，可能由高效直接坍缩形成失败超新星黑洞所致，揭示了10-20个太阳质量范围内的质量分布结构。
2026-04-01 astro-ph.HE
The neighboring stars of N6946-BH1 and the observational characteristics of failed supernovae
The Ohio State University（俄亥俄州立大学）
研究通过分析JWST数据，发现N6946-BH1的残余发射及邻近源，对比恒星合并与失败超新星的发光特性，发现合并残骸比其前身亮10-100倍，而失败超新星残骸则暗10倍。
2026-09-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Mass Ejection in Failed Supernovae: Variation with Stellar Progenitor
我们研究了在恒星核坍缩过程中，当停滞的激波不复活而形成一个黑洞时，物质的喷射。在质子中子星阶段的中微子发射导致核心的引力质量减少，导致向外的声音脉冲在穿过恒星时变陡成冲击波。我们探索这种质量喷射机制的性质在一系列的恒星祖先使用球对称的，时间依赖的流体动力学模拟参数化处理中微子质量损失，并遵循整个恒星的冲击传播。我们发现，所有类型的恒星祖先可以通过这种机制喷射质量。喷出的质量是恒星表面重力的递减函数，范围从红超巨星的几个$M_\odot$到蓝超巨星的$\sim 0.1M_\odot$和沃尔夫-拉叶星的$\sim 10^{-3} M_\odot $。我们发现，在表面的最终冲击能量是一个减少的核心紧凑性的函数，并在所有情况下是$\lesssim 10^{47}-10^{48}$ erg。在具有足够大的包封、高的核心致密性或两者的组合的祖细胞中，声脉冲不能使质量分离。成功的物质抛射伴随着显著的回退吸积，可持续数小时至数年。我们预测的冲击爆发和热坪发射产生的蓝超巨星和沃尔夫-拉叶祖否则失败的超新星的外壳喷射的属性。
2018-02-02 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Failed supernovae as a natural explanation for the binary black hole mass distribution
本研究通过提出包含黑洞岛的假设性遗迹函数，探讨失败超新星机制对双黑洞质量间隙及双峰/三峰分布的解释力，发现该机制能较好匹配观测数据，但需更详细模拟以确证。
2023-06-25 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
The search for failed supernovae with the Large Binocular Telescope: confirmation of a disappearing star
我们展示了哈勃太空望远镜的成像，证实了Gerke等人（2015）发现的失败超新星（SN）候选者的光学消失。这颗$\sim 25~M_{\odot}$红超巨星在2009年经历了一次微弱的$\sim 10^{6}~L_{\odot}$光学爆发，现在比光学上的祖星至少暗5个星等。自2004年第一次测量以来，中红外线通量已缓慢下降到最低水平。有微弱的（$2000-3000~L_{\odot}$）近红外发射可能与源有关。我们发现晚时间的源的演变是不一致的，从一个喷出的，尘埃壳遮蔽。光谱能量分布的模型表明，剩余的辐射热光度是$>6$倍，比祖先的亮度暗，并随着$\sim t^{-4/3}$而减少。我们的结论是，瞬态是不太可能是一个SN冒名顶替者或恒星合并。这一事件与一个失败的SN中的红超巨星的包络的喷射是一致的，并且后期的发射可能是由新形成的黑洞上的回退吸积提供动力的。未来的红外和X射线观测需要证实这颗恒星命运的解释。
2017-05-14 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The division between weak and strong explosions from failed supernovae
本文通过自相似解分析失败超新星中第二激波的传播，揭示中微子质量损失存在临界值，决定爆炸是弱爆炸还是强爆炸，并给出第二种导致气体沉降的自相似解。
2023-08-08 astro-ph.HE physics.flu-dyn
Mass ejection in failed supernovae: equation of state and neutrino loss dependence
一颗失败的核心坍缩超新星来自非旋转的祖先，由于质子中子星的中微子发射导致引力减弱，它可以喷射出质量。这种机制产生了可观察到的瞬变，并为黑洞（BH）残余物的质量设定了上限。然而，先前对这一机制的全球模拟包括了中微子损失的参数化，直接影响了喷出物的质量和能量。在这里，我们发展的内部超新星核心的球对称，广义相对论中微子辐射流体动力学代码，直到BH形成。然后，我们将结果用于牛顿代码中，该代码遵循恒星外层对重力变化的响应，并解析表面压力刻度高度。我们发现，稠密物质状态方程（EOS）可以引入一个因素$\sim 2$变化的引力质量损失中微子，与刚性EOS匹配以前的参数结果，和软EOS产生较低的喷出物的质量和能量的几个因素。这种差异主要是由于在较硬的EOS中形成BH的时间较长。在软状态方程下，如果不包括氢复合能，我们的红、黄超巨星祖先就不能解除质量束缚。使用中微子的质能损失时间的线性斜坡（具有适当的参数）产生的恒星响应与使用中微子损失的详细历史所获得的响应在$\sim 10\%$范围内。我们的研究结果意味着定量的，但不是定性的修改，以前的预测，冲击爆发，高原排放，并最终BH群众从这些事件。
2021-02-11 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
OGLE-2014-SN-073 as a fallback accretion powered supernova
我们调查了高能II型超新星OGLE-2014-SN-073是由大质量恒星爆炸失败后的回退吸积提供动力的可能性。以大质量富氢超新星的祖先模型为例，估算了回退吸积速率，计算了回退吸积驱动的超新星的光变曲线演化。我们发现，这种回退吸积动力模型可以再现OGLE-2014-SN-073的整体观测特性。这可能意味着一些失败的超新星可以被观察到像OGLE-2014-SN-073这样的高能超新星，而不是以前提出的微弱超新星。
2017-12-07 astro-ph.HE
Neutrino Flavor Conversion Shapes the Rate of Failed Core-collapse Supernovae
Niels Bohr International Academy and DARK, Niels Bohr Institute, University of Copenhagen（哥本哈根大学尼尔斯·玻尔研究所）
通过模拟195个质量在9到120太阳质量之间的恒星坍缩，并加入中微子味转换的示意性处理，发现味转换重塑了大质量恒星的可爆性（尤其在16-30太阳质量范围）并改变了致密残骸质量分布，从而将中微子味转换确定为预测中子星和黑洞种群的基本要素。
2026-08-19 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Radiation Hydrodynamic Simulations of Low-Energy Explosions of Red and Yellow Supergiants
本文通过一维辐射流体动力学模拟研究红、黄超巨星低能量爆发的光变曲线，给出平台光度和持续时间的拟合公式，并验证 NGC 6946 和 M31 中失败超新星候选体与能量约 10^47–10^49 erg 的模型一致。
2025-09-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Updates of the nuclear equation of state for core-collapse supernovae and neutron Stars: effects of 3-body forces, QCD, and magnetic fields
本文综述了核物质状态方程在超新星和中子星模拟中的几个新进展。我们讨论了一个更新和改进的Notre-Dame-Livermore状态方程（NDL EoS）用于超新星模拟。这个EOS包含了许多更新。其中包括在高密度下的三体核力效应和在密度下可能过渡到QCD手征色相和/或超导色相。我们还考虑了中子星状态方程和强磁场中的中微子输运。研究了强磁场作用下中子星（含超子和不含超子）的一个新的量子强子动力学（QHD）状态方程。参数由推导的质量和半径约束。计算得到的磁化中子星的绝热指数随密度变化迅速。这可能为磁星的星震和耀斑提供了一种机制。我们还研究了强磁场对中子星转动惯量和自旋降速的影响。与发射的磁耀斑相关的转动惯量的变化与在某些磁星中观察到的故障相匹配。我们还讨论了在强磁场存在下，中微子在热而致密的超声波中子星物质中的散射和吸收的微扰计算。吸收截面显示出显著的角度依赖性，中微子吸收强度在平行于磁场的方向上减小，在相反的方向上增强。与这种不对称性相关的脉冲星反冲速度与观测到的脉冲星速度相当，并可能影响具有环向场配置的原中子星磁星的早期自旋下降速率。
2013-03-01 astro-ph.HE nucl-th
Failed supernova simulations beyond black hole formation
该研究首次结合数值相对论与双矩多能量中微子输运模拟黑洞形成后的失败超新星，采用切除法稳定演化辐射流体，发现高能中微子作为可观测信号。
2023-09-06 astro-ph.HE
The effects of rotation, metallicity and magnetic field on the islands of failed supernovae
本研究模拟不同参数的大质量恒星演化，探究旋转、金属丰度与磁场对失败超新星岛的影响，发现强磁场快速旋转的大质量恒星或是LIGO探测到的大质量黑洞的起源。
2023-06-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Equations of state for supernovae and compact stars
我们回顾了致密物质状态方程的各种理论方法，这些方法与核心坍缩超新星、致密星和致密星合并的描述有关。重点放在适用于所有这些情况的模型上。这样的EoS模型必须涵盖重子数密度、温度和同位旋不对称性的大范围。在这些范围内，物质的特性发生了巨大的变化，从核子，原子核和电子的混合物到均匀的，强烈相互作用的物质，包含核子，以及可能的其他粒子，如超子或夸克。由于EoS的发展需要来自多个方向的共同努力，我们考虑不同的理论方法，并讨论相关的实验和观测约束，为未来的研究提供见解。最后，从所讨论的EoS模型的应用结果进行了总结。
2016-10-11 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Neutrino Echos following Black Hole Formation in Core-Collapse Supernovae
在一颗失败的核心坍缩超新星中，质子中子星最终会在自己的引力场下坍缩，形成一个黑洞。这种坍缩发生得很快，在质子中子星的动力学时间$\lesssim$ 0.5毫秒。在这种坍缩过程中，除非有任何过度的旋转，整个质子中子星被吸积到新形成的黑洞中。中微子的主要来源现在被移除，信号在这个形成时间尺度上突然关闭。然而，当中微子源被关闭时，到达地球探测器的时间将取决于中微子的路径。我们在这里展示了在黑洞形成之前发出的少量中微子，在下落的物质上散射到我们的视线中，并在黑洞形成后到达，在我们的模型中长达15 ms。这种中微子回波，我们的特点与蒙特卡罗模拟和分析模型，有一个显着更高的平均能量（$\sim$ 50兆电子伏以上）相比，主要的中微子信号，并为规范失败的超新星在这里探索，可能是可检测的$\mathcal{O}$（10千吨）超新星中微子探测器银河系失败的超新星。如果使用黑洞的形成作为一个时间后的三角测量或后黑洞的中微子质量测量的时间配置文件，这个信号的存在是很重要的考虑。它本身也可以用来描述或限制吸积流的结构和性质。
2021-09-27 astro-ph.HE gr-qc
Numerical simulations of the random angular momentum in convection II: delayed explosions of red supergiants following "failed'' supernovae
本文通过三维流体动力学模拟表明，失败超新星后红或黄超巨星对流氢包层落向黑洞时，随机角动量可引发延迟的近全包层抛射，并解释其亮红新星式观测特征。
2023-09-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Spectrum of the Supernova Relic Neutrino Background and Metallicity Evolution of Galaxies
计算了过去恒星坍缩（包括黑洞形成）中超新星遗迹中微子（SRN）背景谱。在星系金属丰度演化的基础上，考虑了黑洞形成率与红移的关系。假设失败的超新星祖先的质量和金属丰度的范围内，它们对SRN的贡献是定量估计的第一次。利用该模型，研究了宇宙星形成率密度、激波恢复时间和状态方程对SRN的影响。激波恢复时间作为一个参数，应取决于仍然未知的核心坍缩超新星的爆炸机制。研究了超新星破裂对状态方程的依赖性，超新星的坍缩动力学和中微子发射都受到影响。研究发现，SRN的低能谱主要由宇宙恒星形成率密度决定。这些低能量事件将在超级神冈实验中观察到钆负载水。
2015-03-04 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
The fate of the failed supernova candidate M31-2014-DS1
Liverpool John Moores University（利物浦约翰摩尔斯大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian（天体物理中心 | 哈佛与史密森尼学会）；Michigan State University（密歇根州立大学）
研究通过JWST等观测发现M31-2014-DS1可能为失败超新星或恒星合并的候选体，其尘埃遮蔽导致难以确定物理性质。
2026-01-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
New Equations of State in Simulations of Core-Collapse Supernovae
本文讨论了三种新的状态方程在核塌缩超新星模拟中的应用。新的物态方程是基于Hempel和Schaffner-Bielich（HS）的核统计平衡模型，其中包括排除体积效应和相对论平均场（RMF）相互作用。我们考虑RMF参数化TM 1，TMA和FSUgold。这些状态方程实现到我们的球对称核心坍缩超新星模型，这是基于广义相对论辐射流体力学和三味玻尔兹曼中微子输运。将新物态方程得到的结果与广泛使用的H物态方程进行了比较。Shen等人和Lattimer & Swesty.系统的比较表明，非均匀核物质的模型描述与核相互作用的参数化对超新星动力学和中微子信号同样重要。此外，研究了核物理的几个新方面：HS状态方程包含核的分布，包括核壳效应。轻核的出现，例如，还探索了氘和氚，其可以变得与α和自由质子一样丰富。此外，我们还研究了核心坍缩失败的超新星中黑洞的形成，这主要取决于高密度状态方程。我们发现，温度效应导致系统的非相对论LS状态方程的RMF状态方程相比，更快的崩溃。我们推导出一个新的相关性的时间，直到黑洞的形成，它允许确定最大质量的原中子星，如果中微子信号从这样一个失败的超新星将在未来测量。这将给有限熵的核状态方程一个约束，补充了对冷中子星的观测。
2012-11-22 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Equation of state in neutron stars and supernovae
本研究围绕中子星与超新星中的物态方程展开，介绍了致密物质性质的研究方式，梳理了中子星、超新星及中子星并合中物态方程的作用，还综述了不同类型的强子-夸克转变及其特征。
2022-06-30 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
The red supergiant and supernova rate problems: implications for core-collapse supernova physics
将超新星映射到它们的祖先是理解大质量恒星坍缩的基础。我们研究了红超巨星问题，这涉及到为什么质量为$\sim16$ - $30 M_\odot$的红超巨星没有被确定为IIP型超新星的祖先，以及超新星速率问题，这涉及到为什么观测到的宇宙超新星速率小于观测到的宇宙恒星形成速率。我们找到了解决这些问题的关键物理学在紧凑性参数，它表征了祖细胞的密度结构。如果致密性高于$ξ_{2.5} \sim 0.2$的大质量恒星不能产生典型超新星，（i）质量范围为$16$ - $30 M_\odot$的恒星占据了一个恒星岛，这些恒星具有高$ξ_{2.5}$，并且不产生典型超新星，（ii）这样的恒星的比例与超新星相对于恒星形成的缺失比例一致。我们支持这种情况下，一系列的二维和三维辐射流体动力学核心崩溃模拟。使用超过300个祖先覆盖初始质量$10.8$ - $75 M_\odot$和三个初始金属丰度，我们表明，高紧凑性有利于失败的爆炸。然后，我们认为，$\sim 0.2$的临界紧凑性作为成功和失败的爆炸之间的分界线是符合国家的最先进的三维核心崩溃模拟。我们的研究意味着，核心坍缩的数值模拟不需要产生强大的爆炸，在一个显着的部分紧凑的大质量恒星的初始条件。
2014-09-30 astro-ph.HE
General Relativistic Neutrino-Driven Turbulence in One-Dimensional Core-Collapse Supernovae
核心坍缩超新星（CCSNe）中的对流和湍流本质上是三维的。然而，CCSNe的3D模拟在计算上要求很高。因此，它是有价值的，以修改模拟在球对称纳入3D效果使用一些参数模型。在本文中，我们报告的制定和实施的广义相对论（GR）中微子驱动的湍流对流的球对称核心坍缩超新星代码\texttt{GR1D}。这是基于最近提出的来自\cite{Couch2020_STIR}的牛顿模拟中的降维超新星湍流（\textit{STIR}）方法。当这个模型的参数被校准到3D模拟，我们发现，我们的GR制定的\textit{STIR}需要更大的湍流涡旋，以实现类似于原来的\textit{STIR}模型的冲击演变。我们还发现，广义相对论可能会改变祖质量和成功与~之间的对应关系。失败的爆炸
2021-02-12 astro-ph.HE
Neutrino Spectral Pinching in 3D Core-Collapse Supernovae: Late-Time Convergence, Failed-Explosion Signatures, and Viewing-Angle Dispersion
基于Princeton Fornax三维核心坍缩超新星模拟集合，系统研究中微子谱捏合参数α_p，揭示晚期收敛、黑洞形成模型的反捏合特征及视角弥散对谱反演不确定性的主导作用。
2026-09-24 astro-ph.HE hep-ph
Eleven Year Search for Supernovae with the IceCube Neutrino Observatory
冰立方中微子观测站在南极1 $\,$ km $^3$的透明冰层上进行观测，主要用于探测能量在数GeV至PeV范围内的粒子。由于冰的温度在$-20^\circ$ C到$-43^\circ$ C之间，并且冰的放射性低，形成IceCube晶格的5160光电倍增管的暗噪声率为500 Hz量级，这对于10英寸光电倍增管来说特别低。因此，冰立方可以将其搜索范围扩大到持续数秒的$\mathcal{O}$（10 $\,$ MeV）中微子爆发，预计这些中微子将由银河系核心坍缩超新星产生。通过观察所有光电倍增管速率的均匀上升，冰立方可以为我们银河系内部超新星的中微子速率提供特别高的统计精度（$<$ 20 kpc）。本文介绍了研究银河系中潜在的遮蔽或失败的核心坍缩超新星的工具和方法。分析将基于2008年4月17日至2018年12月31日期间的3911天IceCube数据。
2019-08-20 astro-ph.HE
Equations of state for hot neutron stars -- II. The role of exotic particle degrees of freedom
爆炸性天体物理系统--如超新星或致密双星合并--提供了可以填充奇异自由度的条件。在核物质的协变密度泛函理论中，我们建立了几个通用的状态方程，除了重子八重态之外，还考虑了$Δ(1232)$共振态。在电荷分数$Y_Q=0.01$和$Y_Q=0.5$消失温度以及与标量和矢量介子场的耦合常数变化范围较宽的极限情况下，研究了$Δ$ -混合核物质的热力学稳定性.通用的状态方程模型与异国情调目前可在\textsc{CompOSE}数据库进一步审查，为他们的选择，然后我们调查的核心坍缩超新星和二进制中子星合并相关的热力学条件下的热性质。讨论了超子、$Δ(1232)$、$K^-$、介子和夸克引起的修正。
2022-06-27 astro-ph.HE nucl-th
Gravitational waves from core-collapse supernovae with no electromagnetic counterparts
本文研究无电磁对应体的核心坍缩超新星，提出仅凭引力波中的 SASI 模重建、信号终止时间和主导模频率变化率，区分遮蔽、失败爆炸及快速黑洞形成三种情形。
2025-09-29 astro-ph.HE gr-qc
An Open-Source Neutrino Radiation Hydrodynamics Code for Core-Collapse Supernovae
我们提出了一个开放源代码更新的球对称，广义相对论流体动力学，核心坍缩超新星（CCSN）代码GR 1D（奥康纳和奥特，2010年，CQG，27，114103）。源代码可以在http://www.GR1Dcode.org上获得。我们扩展了它的功能，包括基于Shibata等人的矩形式主义的中微子输运的广义相对论处理，2011，PTP，125，1255和Cardall等人，2013，PRD，87 103004。我们特别注意实施和测试的数值方法和近似，减少了运输计划的计算需求，消除了需要求逆大矩阵。这对于在二维和三维中实现和发展类矩传输方法尤其重要。中微子输运计算的一个关键组成部分是中微子-物质相互作用系数，它描述了中微子的产生、吸收、散射和湮灭。在本文中，我们还描述了我们的开源中微子相互作用库NuLib（可在http://www.nulib.org上获得）。我们认为，一个开源的方法来描述这些相互作用是朝着CCSNe的强大模型和中微子信号的强大预测进展所需的主要步骤之一。我们表明，通过比较完整的玻尔兹曼中微子输运模拟CCSNe，我们的中微子输运代码执行得非常好。此外，我们表明，我们采用的方法和近似，以提高效率不降低我们的结果的保真度。我们还测试了我们的广义相对论输运代码的能力，以模拟失败的CCSN演变为一个40太阳质量的祖崩溃的黑洞的开始。
2015-10-01 astro-ph.HE nucl-th
Neutrino Heating in 1D, 2D, and 3D core-collapse supernovae: characterizing the explosion of high-compactness stars
本文通过约150个二维和20个三维模拟，揭示高紧致度前身星因中微子加热随紧致度快速增强而更易实现成功爆炸，并验证1D+模型可再现该趋势。
2025-06-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
On the cosmic ray spectrum from type II Supernovae
对于被广泛接受的银河系CR在SNR冲击中被加速的想法来说，最重要的挑战之一是粒子可以被加速的最大能量。共振流的不稳定性，长期调用的磁场放大在冲击，不能提供足够高的字段和足够有效的散射，以确保粒子加速到膝盖。在这里，我们讨论这种不稳定性的非共振版本，其更快的增长和放大场的更大值，增加了可实现的最大能量。由于其较高的爆炸速率，我们专注于II型SNe在其红超巨星风膨胀，我们发现，Ejecta支配（ED）和Sedov-Taylor（ST）阶段之间的过渡发生在非常早期的时间。在这种环境中，加速粒子谱没有高能量指数截止，但在最大能量（EM）处出现谱突变。此外，质子的最大能量可以很容易地达到PeV能量。利用这个模型，我们试图拟合KASCADE Grande和ARGO-YBJ数据，但未能找到一个参数组合，可以解释这两个数据集。我们讨论了这两个数据集所隐含的不同情况。
2015-07-22 astro-ph.HE
Quantum Black Hole Seismology II: Applications to Astrophysical Black Holes
随着引力波天文学的出现，寻找黑洞的引力波回波成为研究黑洞视界附近的量子性质的一个有趣的探索。新生的黑洞可能是强烈的回波发射体，因为它们在形成时伴随着周围时空的大扰动。利用量子黑洞地震学框架（Oshita et al. 2020），我们研究了由中子星合并和失败的超新星导致的BH形成时的预期回波。对于BH残留物从中子星合并，我们评估的一致性，这些模型与最近的索赔存在的回波以下中子星合并事件GW 170817。我们发现，在GW170817中声称的回声，如果是真的，表明泛音贡献了大量的能量在残留BH的振铃。最后，我们讨论了第二代和第三代引力波探测器从失败的超新星回波的可探测性，并发现当前（未来）的探测器约束物理反射率模型的事件发生在几个百万秒差距（几× 10百万秒差距）。探测到这样的回波信号可能会大大限制中子星的最大质量和状态方程。
2020-07-09 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
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
The Role of the Hadron-Quark Phase Transition in Core-Collapse Supernovae
量子色淀中的强子-夸克相变被认为是核塌缩超新星爆炸的另一种机制。通过对$14\texttt{-}100\,\text{M}_\odot$范围内的太阳和零金属丰度前身星进行97次模拟，研究了三种不同的强子-夸克状态方程（EoS）对一阶（DD2F\_SF，STOS-B145）和二阶（CMF）相变的超新星动力学的影响.我们发现爆炸只有两个低紧模型（$14 \text{M}_\odot$和$16\,\text{M}_\odot$）与DD 2F\_SF EoS，都具有低爆炸能量的$\mathord{\sim}10^{50}\,\mathrm{erg}$。这些弱爆炸的特征是中微子信号，由于复杂的反向冲击动力学，在爆炸阶段有几个小爆发，除了相变驱动爆炸的典型第二中微子爆发。核合成显示出显著的核过量生产，如$14\,\text{M}_\odot$零金属丰度模型的$^{90}\mathrm{Zr}$和$16\,\text{M}_\odot$太阳金属丰度模型的$^{94}\mathrm{Zr}$，但过量生产因素不足以限制这种爆炸的发生。其他几个使用DD2F_SF EoS的低紧凑度模型和两个使用STOS EoS的高紧凑度模型最终以失败的爆炸而告终，并发出第二次中微子爆发。对于CMF EoS，相变永远不会导致第二次反弹和爆炸。对于所有三个EoS，逆对流发生在原致密星的核心深处，由于混合相的热力学衍生物的异…
2022-08-23 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Thermonuclear explosion of rotating massive stars could explain core-collapse supernovae
人们普遍认为，核心坍缩超新星（CCSNe），即大质量恒星在恒星铁核心坍缩后的爆炸，是由于中微子的能量沉积而产生的。到目前为止，这种情况还没有从基本原理中得到证明。Kushnir和Katz（2014）最近通过一维模拟表明，如果中微子未能爆炸恒星，那么对于某些（调谐的）初始轮廓，外层的热核爆炸是可能的。然而，释放的能量很小，并且获得的喷出的$^{56}$ Ni的量可以忽略不计，这意味着这些一维塌缩诱导热核爆炸（CITE）不太可能代表典型的CCSNe。在这里，我提供的证据支持的情况下，大多数CCSNe是CITE的结果。我使用二维模拟来表明，恒星的坍缩，包括缓慢（百分之几的分裂）旋转$\sim0.1-10\,M_{\odot}$混合氦氧壳，导致热核爆炸波的点燃，解开恒星的外层。对具有不同性质的大质量恒星的模拟表明，CITE是一个稳健的过程，并导致动能在$10^{49}-10^{52}\,\textrm{erg}$范围内的爆炸，$^{56}$ Ni产额高达$\sim\,M_{\odot}$，这是相关的，与大多数CCSNe的观测结果一致。与中微子机制相反，更强的爆炸被预测来自更高质量的祖先，留下更多质量的残余物。中子星产生于弱（$\lt10^{51}\,\textrm{erg}$）爆炸，而强（$\gt10^{51}\,\textrm{erg}$）爆炸留下黑洞残余。
2015-02-10 astro-ph.HE
Diffuse supernova neutrino background with up-to-date star formation rate measurements and long-term multidimensional supernova simulations
本研究结合最新恒星形成率测量、长期多维超新星模拟及失败超新星模型，量化了弥散超新星中微子背景各模型组分的不确定性，并预测SK-Gd和JUNO有望在2030至2035年间实现显著探测。
2024-11-14 astro-ph.HE
Intermediate Luminosity Red Transients by Black Holes Born from Erupting Massive Stars
我们认为黑洞形成失败的超新星时，一个致密的星周介质（CSM）是目前周围的大质量恒星祖。利用辐射流体动力学模拟，我们计算了蓝超巨星和Wolf-Rayet星在坍缩阶段的质量抛射以及抛射物与周围CSM之间的辐射激波。我们发现，由此产生的发射比正常超新星（热光度为$\sim 10^{40}-10^{41}\ {\rm erg\ s^{-1}}$，有效温度为$\sim 5\times 10^3$ K，时间尺度为10-100天）更红，更暗，并显示出特征性的幂律衰减，这可能包括一小部分中间亮度红色瞬变（ILRT），包括AT 2017 Be。除了在档案数据中寻找祖星之外，我们还鼓励在坍缩后1-10年对这种ILRT $\sim$进行X射线跟踪观测，目标是回落的吸积盘。
2020-07-09 astro-ph.HE
Failed supernova explosions increase the duration of star formation in globular clusters
本研究通过分析55个球状星团的铁分布观测，首次考虑失败核坍缩超新星的可能性，估算了恒星形成的持续时间，发现其介于3.5至10.5 Myr之间，且失败的超星最多可使该过程延长三倍。
2024-10-16 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Observational constraints on the progenitors of core-collapse supernovae : the case for missing high mass stars
在过去的15年里，超新星社区一直在努力确定其星系的高分辨率档案图像的核心坍缩超新星的祖星。这篇评论汇编的结果（从1999年至2013年）在一个距离有限的样本，并讨论了影响。绝大多数探测到的祖星都是II-P、II-L或IIb型的，只有一个Ib型的祖星系统被探测到，而Ibc超新星的祖星则有更多的上限（14）。这45颗超新星祖先的数据表明，在LogL~= 5.1dex的表观极限以上的高光度恒星明显不足。对于一个典型的萨尔彼得IMF，人们会期望找到13个高亮度和高质量的祖先。在这个时间和体积有限的样品中，可能只有一个物体是明确的高质量（SN 2009ip的祖先）。综述了星周尘埃和样品选择方法对测量结果的影响。这似乎不太可能解释失踪的高质量祖星。本文的结论是，在本宇宙中观测到的超新星总体上不是由大质量（M>~18Msun）恒星产生的。模型星的理论爆炸也预言了黑洞的形成和超新星的失败倾向于发生在M>~18 Msun以上。模型还表明，在8 - 120 Msun范围内的恒星存在爆炸性岛屿。观测上的限制与M>~18 Msun以上的大部分恒星坍缩形成黑洞而没有可见的超新星是相当一致的。（节录）。
2015-05-08 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Diffuse Neutrino Flux Based on the Rates of Core-collapse Supernovae and Black Hole Formation Deduced from a Novel Galactic Chemical Evolution Model
本文构建含星系类型依赖IMF和失败超新星黑洞形成的银河系化学演化模型，计算DSNB反电子中微子通量，并评估Super-Kamiokande与Hyper-Kamiokande对模型差异的区分能力。
2023-08-14 astro-ph.HE
Transients by Black Hole Formation from Red Supergiants: Impact of Dense Circumstellar Matter
针对红超巨星前身的失败超新星辐射，研究通过一维辐射流体模拟与半解析建模，发现致密周星物质会延长其早期激波 breakout/冷却辐射的持续时间，提升这类暂现源被近未来大视场巡天探测的可能性。
2024-12-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
