Constraining the Fraction of Core-Collapse Supernovae Harboring Choked Jets with High-energy Neutrinos
对核心坍缩超新星和伽马射线暴的联合观测表明,在恒星核心坍缩之后,可能会有新形成的黑洞从恒星吸积物质,从而产生喷流。这样的伽马射线暴只在Ibc型超新星中观测到,这表明恒星的祖先在坍缩前失去了氢包层。根据最近的假设,即使祖星仍然保留其氢包层,也有可能在核心坍缩事件中发射喷流,然而,这种喷流无法穿透恒星,并且在逃逸之前会停滞在祖星的内部。这些喷流被称为阻塞喷流。由这种阻塞喷流产生的高能中微子可以逃离恒星的包层,并被观测到。在这里,我们将研究如何多信使搜索高能中微子和核心坍缩超新星可以检测或限制恒星坍缩产生喷流的部分。我们发现,很大一部分的喷气式飞机生产已经受到以前的观测活动的限制。我们探索未来的观测使用LSST,IceCube和Km3NET的可能性。
2019-11-19 astro-ph.HE
Powering luminous core collapse supernovae with jets
我检查最近的配件发光超新星(LSNe)与额外的能源磁星和氦燃烧,发现在这些LSNe的拟合参数有一些问题。在某些LSNe中,这两种能源的总能量大于拟合产生的喷出物的动能。在另一些LSNe中,延迟中微子爆炸机制和这两个额外源的总能量小于拟合产生的动能。这些困难表明,就像早期声称的喷流为超亮超新星(SLSNe)提供动力一样,喷流也为不那么明亮的LSNe提供动力。磁星也可以提供能量。然而,在大多数情况下,在爆炸期间和可能的后期,喷流比磁星提供更多的能量。我加强了早先的主张,即磁星诞生时发射的喷流不能被忽视。我解释的最大上升时间的趋势,对于给定的光度的氢缺乏核心坍缩超新星(CCSNe),特别是LSNe和SLSNe,与玩具模型的喷气机,是活跃的很长一段时间后爆炸。
2022-07-18 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
Boosting jittering jets by neutrino heating in core collapse supernovae
我估计的能量,中微子加热添加到流出的射流诱导在坍缩的核心物质在核心坍缩超新星(CCSNe),并发现,这种能量粗略地加倍的能量,喷射沉积到外核。我认为抖动喷气机爆炸机制,有几个随机的喷气发射插曲,每个持续约0.01-0.1秒。坍缩的核心物质穿过约100公里处的停滞激波,然后缓慢地流到原中子星(NS)上。我假设原始NS发射抖动的喷气机,喷气机从停滞的冲击中爆发出来。我研究的助推过程中,高压气体内失速冲击,增益区材料,扩大旁边的喷气机和工作的材料,喷气机冲击,茧。这个功大致等于原始喷射流携带的能量。我认为,不稳定性之间的耦合,随机旋转,磁场,和抖动喷流导致大多数CCSN爆炸。在其他情况下,崩溃前的核心是快速旋转,因此有序的旋转取代随机旋转和固定射流取代抖动射流。
2022-06-27 astro-ph.HE
Magnetar-powered superluminous supernovae must first be exploded by jets
我们分析了最近的磁星光变曲线建模的38个贫氢超亮超新星(SLSNe),并发现爆炸本身的能量,发生在磁星能量释放,超过中微子驱动的爆炸机制可以提供约一半的系统。这些SLSNe的爆炸过程肯定与延迟中微子机制不同,很可能是喷流反馈机制(JFM)。SLSNe磁星模型的结论是,磁星诞生时发射的喷流不能被忽略,而不是在爆炸本身,也不是在质量回落可能发生的时候。更一般地说,目前的分析加强了从中微子驱动的所有核心坍缩超新星喷流驱动的爆炸模型的范式转变的呼吁。
2017-11-20 astro-ph.HE
Common envelope jets supernovae with a black hole companion as possible high energy neutrino sources
研究了红超巨星(RSG)包层内黑洞(BH)的相对论喷流的高能中微子发射,发现这种普通包层喷流超新星(CEJSNe)是IceCube探测到的~10^15 eV中微子的潜在来源.我们首先用恒星演化程序MESA模拟了喷流对RSG包层的影响,发现喷流使包层膨胀。然后,我们研究扩展RSG信封内的射流的传播,发现在大多数情况下,射流不穿透信封,而是失速。我们证明了这样的喷流可以将宇宙射线加速到足够高的能量以产生高能中微子。当中微子自由地流出时,伴随中微子产生的伽马射线仍然被困在光学厚的包层中。这解释了高能中微子和伽马射线之间缺乏观测关联。我们粗略地估计了CEJSNe的散射中微子谱,发现带有BH伴星的CEJSNe可能对IceCube探测到的高能中微子通量有很大的贡献。
2021-07-29 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
Reviving the stalled shock by jittering jets in core collapse supernovae: jets from the standing accretion shock instability
我提出了一个方案,其中一个吸积流交替角动量的意义上的新诞生的中子星在核心坍缩超新星(CCSNe)有效地放大磁场,并通过发射喷气机。坍缩核对新生中子星的吸积流具有螺旋型静止吸积激波不稳定性(SASI)。这种不稳定性导致吸积气体的随机可变角动量,这反过来又形成了具有交替方向的角动量的吸积流,因此在任何给定时间交替剪切。我研究的剪切在这个交替剪切子开普勒流入发表的模拟,并提出了一个新的比较与开普勒吸积盘。从这个比较中,我认为它可能和开普勒吸积盘一样有效地通过发电机放大磁场。我认为,虽然吸积流的平均比角动量很小,即,次开普勒,这种交替剪切吸积流可以发射不同方向的射流,即,抖动射流。中微子加热是进一步激发喷流的重要因素。抖动的喷流局部地使停滞的吸积激波在瞬间的极方向上复活,并由此使恒星爆炸。我再次重申我的呼吁,从中微子驱动的CCSNe爆炸到由中微子加热辅助的射流驱动的爆炸机制的范式转变。
2019-01-23 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
Predicting gravitational waves from jittering-jets-driven core collapse supernovae
本文预测抖动喷流驱动的核心坍缩超新星产生的引力波频率约为5-30 Hz,并指出其低频大应变特性有助于区分中微子驱动爆炸机制与JJEM。
2023-08-08 astro-ph.HE
Nucleosynthesis of r-Process Elements by Jittering Jets in Core-Collapse Supernovae
我们计算了在核心坍缩超新星(CCSNe)爆炸的抖动喷流模型中形成的热泡内部的核合成过程,发现了几倍于10^-4 M_(\odot)的r过程元素的形成.在抖动喷流模型中,从新形成的中子星周围的随机吸积盘发射的快速喷流在数千公里处受到冲击,形成高温高压气泡。这些气泡合并成一个大气泡,使恒星爆炸。在目前的研究中,我们假设一个球对称的均匀气泡,并跟踪其演变约一秒期间,核反应发生。喷流持续时间约为1秒,速度为v_j=0.5c,总能量为10^51尔格。我们使用喷流的中子浓缩与时间无关,并遵循核反应形成种子核直到$Z \leq 50$,在其上更多的中子将被吸收以形成r过程元素。根据种子核的质量,我们发现理想模型中的r过程元素质量是10^-4 M_ \odot的几倍,这略大于从观测中推导出的值。放松均匀气泡和恒定射流成分的假设的更现实的计算可能会导致与观测一致。
2011-11-30 astro-ph.HE
Emission peaks in the light curve of core collapse supernovae by late jets
我们建立了一个玩具模型,其中的中心对象,即,新诞生的中子星或黑洞,在较晚的时候发射喷流并显示这些喷流可能解释了某些特殊的光变曲线中的峰值(即,具有不寻常的光变曲线)核心坍缩超新星(CCSNe),当喷流与CCSN喷出物相互作用时。我们假设中心物体在爆炸后几周到几个月内吸积了备用物质并发射了两个短暂的相反的喷流。我们模拟每个射流喷出物的相互作用作为一个球对称的“迷你爆炸”,发生在喷出物。我们假设,每一个“小爆炸”增加的排放是对称的时间周围的后期峰值,并与发射功率的上升,具有相同的斜率作为CCSN的主要光曲线。我们在玩具模型中总共使用了12个参数。在我们的玩具模型中,晚期喷流形成的发射峰比早期喷流更强。晚期喷流的动能只有CCSN自身动能的1%左右,可能形成强的发射峰。我们将我们的玩具模型应用于神秘的CCSN iPTF14hls的最亮峰,该峰在其光曲线中有几个额外的峰。我们可以用我们的玩具模型来拟合这个发射峰值,当我们把喷流的动能取为CCSN能量的百分之一到百分之二,而冲击喷出物的质量取为喷出物质量的百分之三。
2020-01-06 astro-ph.HE
The roles of jets: CF, CCSN, PN, CEE, GEE, ILOT
我回顾了喷气膨胀的气泡在确定不同天体物理对象的演变中的作用。我讨论了已知喷流会使气泡膨胀的天体物理系统(冷却流[CF]星系团;年轻星系;中等光度光学瞬变[CRUTs];双极行星状星云[PNE]),以及推测有喷流膨胀气泡的系统(核心坍缩超新星[CCSNe];共同包络演化[CEE];掠食包络演化[GEE])。在许多情况下,射流通过负射流反馈机制(JFM)起作用。当JFM失败或根本不起作用时,我会讨论结果。根据这种观点,一些非常有趣和充满活力的事件的存在归功于JFM的失败,包括恒星黑洞,伽马射线暴和Ia型超新星。
2015-08-04 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
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
Reviving the stalled shock by jittering jets in core collapse supernovae: The key role of magnetic fields
我发现,在最近的一项研究中添加的一个成分,以促进延迟中微子爆炸机制的核心坍缩超新星,即,在坍缩前的核心大尺度扰动,有一个更大的积极影响的抖动喷流爆炸机制。通过跟踪新生中子星上吸积物质的特定角动量,我发现吸积物质很可能形成间歇性的吸积带和吸积盘,尽管它们可能缺乏轴对称结构。这些吸积带和吸积盘很可能会发射喷流,但只有在数值代码中包含磁场,以及伴随着新生中子星旋转和吸积流剪切的高数值分辨率的情况下,这才能被模拟出来。我还讨论了坍缩前核心的旋转对于增加吸积流中的剪切力很重要,从而放大磁场的可能性。我呼吁从中微子驱动的大质量恒星爆炸机制到中微子加热辅助的喷流驱动的爆炸机制的范式转变。这种范式的转变将使人们认识到,要模拟核心坍缩超新星,必须使用磁流体动力学数值代码。
2018-10-22 astro-ph.HE
Low energy core collapse supernovae in the frame of the jittering jets explosion mechanism
我们涉及的核心坍缩超新星(CCSNe)的质量在较低范围的CCSNe和这些恒星的预塌缩核心的对流区的位置,在抖动喷流爆炸机制的框架内的爆炸性能的喷出物的爆炸前的结合能。我们的主要结论是,在抖动喷流爆炸机制的框架下,脉冲星在这些低能CCSNe中的残留物具有一定的意义,因为新诞生的中子星(NS)的喷流发射使NS旋转并产生脉冲星。我们粗略地估计,在这些情况下,双极振荡器的周期为几十毫秒。对流区的种子扰动,导致吸积的随机角动量,这反过来又被假定为发射抖动射流在这个爆炸机制。我们用恒星演化程序\textsc{mesa}计算了结合能和对流区的位置。对于最低的恒星质量,我们研究,$M_{\rm ZAMS} \simeq 8.5-11 M_\odot$,上面的对流区的结合能是低的,所以是预期的爆炸能量的抖动喷流爆炸机制,工作在一个负反馈循环。NS残余物的预期质量是$M_{\rm NS} \approx 1.25M_\odot-1.6M_\odot$,即使对于这些低能量的CCSNe。
2020-04-27 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
Grazing envelope evolution toward Type IIb supernovae
我提出了一个方案,大多数的IIb型超新星(SNe IIb)的祖先失去了大部分的富氢信封在放牧信封演变(GEE)。在GEE中,双星系统的轨道半径大约等于巨星的半径,更紧凑的伴星通过吸积盘吸积质量。假设吸积盘发射两个相对的喷流,有效地从伴星轨道的包层中移除气体。有效的信封删除射流防止进入一个共同的信封演变的二元系统,至少在一部分时间。GEE可以是连续的或间歇的。我粗略地估计,对于连续的GEE,总的GEE时间周期在大约几百年的范围内,对于间歇性的GEE,则高达数万年。关键的新观点是,在GEE期间通过喷流去除包层气体防止系统进入共同的包层演化,并由此大大增加了导致SNe IIb的恒星二元参数空间的体积,既降低了次级质量,又使轨道分离更近。
2017-06-03 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
Diversity of common envelope jets supernovae and the fast transient AT2018cow
我们提出了一个共同的信封喷流超新星(CEJSN)的快速上升的蓝色光学瞬变AT 2018 cow的情况。在CEJSN中,一颗中子星(NS)盘旋在一颗大质量巨星的扩展封套内,进入核心。NS通过吸积盘从核心吸积质量并发射喷流。这些喷射会爆炸核心和外壳。在我们这里提出的特定的极CEJSN场景中,在NS进入核心之前,喷流清除了巨星的极地区域。NS进入核心后发射的喷流几乎沿着包含少量质量的极地方向自由膨胀。我们认为,这解释了快速上升到最大值和快速喷出物在早期观察到的神秘的瞬态AT 2018 cow。时间越晚,喷出物越慢,赤道流出物越多。我们粗略地估计,在爆炸阶段的吸积阶段到NS持续约1000秒的时间,在此期间的平均质量吸积率约为0.0001 Mo/sec。除了极地CEJSN场景外,我们还列出了其他五种场景,概述了CEJSNe可能的多样性。
2019-02-04 astro-ph.HE
Neutrinos from Choked Jets Accompanied by Type-II Supernovae
冰立方中微子的起源仍然是一个悬而未决的问题。弥散伽马射线观测的上限表明,中微子源要么远离伽马射线观测,要么隐藏在伽马射线观测之外。中微子有可能是在大质量恒星的核心坍缩中形成的喷流中产生的,而这些喷流没有爆发出来,即所谓的窒息喷流。我们研究了红超巨星氢包层中的中微子。快速的光介子冷却软化了中微子光谱,使得在单组分情况下难以解释IceCube观测到的PeV中微子,但双组分模型可以解释光谱。此外,我们预测,一个新诞生的喷气驱动的II型超新星可能会被观察到与中微子爆发检测冰立方。
2018-03-20 astro-ph.HE hep-ph
Double common envelope jets supernovae (CEJSNe) by triple-star systems
我提出了一种新类型的共同信封喷流超新星(CEJSN)事件,而不是一个单一的中子星(NS;或一个黑洞; BH)的NS和主序星紧密的二元系统进入一个共同的信封演变(CEE)的红超巨星。致密双星系统中的NS和主序星在红超巨星包层内合并,并进入自己的CEE。NS通过一个吸积盘吸积了一些物质,并发射出喷流,使主序星爆炸。我估计,NS在这个阶段发射的两股喷流携带的能量约为10^{52}尔格,大约与NS或其BH残留物在稍后阶段进入核心时喷流携带的能量相同。因此,我把整个事件称为双重CEJSN。双CEJSN的结果是一个非常长的、数月到数年的、非常高能的事件,总能量约为10^{52} - 10^{53}尔格,从观察上将其归类为一个特殊的超高能事件。我粗略地估计,新的瞬态调查应该检测到大约一个CEJSN事件从一个三星系统每年。
2021-05-01 astro-ph.HE
Minutes-delayed jets from a neutron star companion in core collapse supernovae
我研究的情况下,一个中子星(NS;或黑洞)的同伴Ib型或Ic型(剥离信封)核心坍缩超新星(CCSN)吸积质量从爆炸喷出物和发射喷气机爆炸后几分钟到几个小时。NS的爆炸前轨道半径为a=1- 5 Ro。发现当喷出物速度降到<1000- 1500 km/s时,被NS吸积的喷出物气体具有足够的比角动量,在NS周围形成一个吸积盘。NS通过一个吸积盘在10分钟到几个小时的时间内吸积了3e-5到3e-4的喷出物质量。如果喷流携带了大约10%的吸积能量,那么它们的总能量大约是喷出物的动能的0.003-0.03。从NS(或黑洞)伴星到CCSN的这些喷流的影响是将内部喷出物塑造成具有双极形态,为CCSN的光变曲线提供能量,并且在某些情况下,内部喷出物可能富含r-过程元素。
2020-09-12 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
The role of supernovae inside AGN jets in UHECR acceleration
本文首次探索了河外AGN喷流内超新星在超高能宇宙线产生中的作用,发现超新星-喷流相互作用的能量远超孤立超新星,能为加速能量$\gtrsim 10$~EeV的宇宙线提供高效加速器或预加速种子。
2023-09-05 astro-ph.HE
Relativistic Jets in Core Collapse Supernovae
经过几十年的广泛研究,核心坍缩超新星(CCSNe)的驱动机制仍然不清楚。一个常见的机制是中微子驱动的外流,但其他人已经提出。其中,一个长期存在的观点是,喷流在SN爆炸中起着重要作用。伴随着罕见而强大的CCSNe的伽马射线暴(GRB),有时被称为“超新星”,为喷流活动提供了明确的证据。相对论性伽玛射线暴喷流在恒星的外壳上打了一个洞,并在远离原始恒星的地方产生了观测到的伽玛射线。虽然超新星和喷流共存于长伽玛暴中,但驱动超新星和喷流的机制之间的关系尚不清楚。同样不清楚的是罕见的超新星和更常见的CCSNe之间的关系。在这里,我们{目前的观测证据表明},阻塞喷流是活跃的CCSNe类型,不与伽玛暴。一个被阻塞的喷射流把所有的能量都储存在一个茧里。茧最终从恒星中破裂,以非常高的速度释放出高能物质,但速度低于相对论。这种快速移动的物质具有独特的特征,可以在早期SN光谱中检测到。我们在几个CCSNe中找到了这种签名的明确证据,所有这些都涉及在爆炸前失去了全部或大部分氢包层的祖先。这些包括CCSNe,它不包含GRB或任何其他相对论流出。我们的研究结果表明,在不同类型的CCSNe中,中央引擎活动是连续的,并呼吁重新思考常规CCSNe的爆发机制
2017-06-02 astro-ph.HE
Constraining high-energy neutrino emission from choked jets in stripped-envelope supernovae
有迹象表明,$γ$射线暗天体,如超新星(SNe)与窒息喷流,和活动星系核的核心可能有助于天体物理中微子的扩散流量由冰立方天文台测量。特别是,条带包络SNe受到了广泛的关注,因为它们能够产生相对论喷流,并可以解释观测到的超新星爆炸的多样性(例如,伽马射线暴(GRB)、低光度GRB和Ibc型SNe)。我们使用一个unbinned的极大似然的方法来搜索Ibc型核心崩溃SNe,这可能是一个窒息的喷流,和μ介子中微子从2011年5月至2012年5月测量的冰立方上行轨道样事件的样本之间的时空巧合。在这种叠加分析中,我们发现没有显着偏离背景的假设,使用一年的数据,并能够放置上限的总金额的各向同性等效能量,阻塞喷流核心塌陷SNe存款在宇宙射线${\mathcal E}_{\rm cr}$和核心塌陷SNe的分数有一个喷流指向地球$f_{\rm jet}$。这种分析可以扩展到尚未公开的IceCube数据,以及通过广泛的视野调查发现的光学检测到的核心塌陷SNe的数量增加,例如Palomar Transient Factory和全天空超新星自动调查。在不久的将来,扼流喷流SNe/高能宇宙中微子的联系可能会受到更严格的约束。
2017-12-25 astro-ph.HE
Remnant masses of core collapse supernovae in the jittering jets explosion mechanism
我们对初始质量在$11-48 M_\odot$范围内的非自转恒星进行了一维恒星演化模拟,并利用内对流区的角动量涨落判据,根据抖动喷流爆炸机制估算了中子星(NS)残骸的质量.从一维模拟中,我们发现,几个特定的角动量波动$j_{conv} > 2.5 \times 10^{15} cm^2 s^{-1}$的对流区发展的边缘附近的铁芯在所有的模型。对于这种爆炸条件,我们发现NS残余质量在$1.3 -1.8 M_\odot$的范围内,而如果我们需要两倍大的值,即,$j_{conv} > 5 \times 10^{15} cm^2 s^{-1}$,我们发现NS残余质量在$1.4 - 2.8 M_\odot$的范围内(这里的上限值可能形成黑洞)。请注意,一般来说,在抖动喷流爆炸机制中形成黑洞需要一个快速旋转的预塌缩核心,而我们模拟的是非旋转恒星。
2022-04-13 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
Three-dimensional core-collapse supernovae with complex magnetic structures: I. Explosion dynamics
磁场可以在与伽马射线暴和超新星等剧烈事件相关的突出爆炸的动力学中发挥重要作用,因为它们提供了一种自然机制,可以利用中央原中子星的旋转能量和通过恒星祖星的动力相对论喷流。由于这种场的结构是相当不确定的,大多数MHD驱动的核心坍缩超新星的数值模型都认为初始磁场是一个对齐的偶极子,而实际上场的形态可能要复杂得多。我们提出了三维模拟的核心坍缩超新星与更现实的磁结构,如四极场,并首次,赤道偶极场。除了对准的偶极子之外的其他偶极子产生较弱的爆炸和较少的准直流出,但同时可以更有效地从PNS提取旋转能量。然后,这些能量被储存在PNS的周围,而不是为极地喷气机提供动力。一个显着的轴向偶极组件也产生的模型开始与四极场,指向一个有效的发电机机制在附近的PNS表面操作。
2021-07-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
Proto-magnetar jets as central engines for broad-lined type Ic supernovae
Ic型超新星(SNe Ic)的一个子集,宽线SNe Ic(SNe Ic-bl),显示出异常高的动能($\sim 10^{52}$ erg),这不能单独用中微子提供的能量来解释。许多SNe Ic-bl与长伽马射线暴(GRB)相一致,这表明SNe和GRB之间的联系。一小部分的核心坍缩超新星(CCSNe)形成了一个快速旋转和强磁化的质子中子星(PNS),一个原磁星。来自这些磁星的喷流可以提供在SNe Ic-bl中观察到的高动能,并且还提供与伽马射线暴的连接。在这项工作中,我们使用的喷射流出产生的3D CCSN模拟一致形成的原磁星作为中央引擎的全明星爆炸模拟。我们提取了一系列的中心发动机参数,发现提取的发动机能量在$6.231 \times 10^{51}-1.725 \times 10^{52}$ erg范围内,发动机时标在$0.479-1.159$ s范围内,发动机半开角在$\sim 9-19^{\circ}$范围内。使用这些作为中央引擎,我们进行二维特殊相对论(SR)流体动力学(HD)和辐射传输模拟计算相应的光变曲线和光谱。我们发现,这些中央发动机参数成功地产生SNe Ic-BL,这表明,从原磁星的喷气机可以是可行的引擎SNe Ic-BL。我们还发现,只有中央发动机与较小的开度角($\sim 10^{\circ}$)形成的GRB意味着GRB的形成可能与较窄的射流流出和Ic-bl的没有…
2021-05-17 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
Jets in Hydrogen-poor Super-luminous Supernovae: Constraints from a Comprehensive Analysis of Radio Observations
氢剥离超亮超新星(SLSNe-I)的极端光学亮度的能量来源尚不清楚,但最近的研究强调了中央引擎的情况。无线电和/或X射线观测最适合跟踪最快的喷出物,并探测中央发动机流出物的存在。我们收集了迄今为止所有已发表的SLSNe-I的射电观测资料,并提出了两个新SLSNe-I的三个新观测资料。未检测到。通过模拟射电辐射,我们限制了SLSNe-I的亚秒差距环境和可能的外流。在这个例子中,我们排除了在伽马射线暴(GRB)中检测到的同轴准直相对论喷流。我们约束离轴射流与5 \arcdeg \(30 \arcdeg)的能量$\rm{E_k<4\times10^{50}\,erg}$($\rm{E_k<10^{50}\,erg}$)在环境中形成的祖先与质量损失率$\dot{M}<10^{-4}\,M_{\odot}\,{\rm yr}^{-1}$($\dot{M}<10^{-5}\,M_{\odot}\,{\rm yr}^{-1}$)的所有离轴角,假设基准值$ε_e=0.1$和$ε_B=0.01$。最深的极限排除了在微弱的未准直的GRB(GRB 060218除外)和相对论性超新星中看到的那种发射。最后,对于最近的SLSN-I SN 2017 egm,我们将未准直的非相对论流出的能量限制为$E_{\rm k}\lesssim10^{48}$ erg,就像在正常SNe中观察到的那样。
2018-02-26 astro-ph.HE
Simulating the outcome of binary neutron star merger in common envelope jets supernovae
模拟了两颗中子星合并过程中,在红超巨星内部释放的能量对合并位置内部的红超巨星包层的影响。在三星共包络演化中,我们考虑了一个紧双星系统的两个NS螺旋-在RSG包络内,由于质量吸积和动力学摩擦,两个NS合并。我们在距离RSG中心25 Ro和50 Ro处沉积3e 50和1 e51 erg的合并爆炸能量,并使用三维流体动力学程序FLASH跟踪RSG包络在内部区域的演化。对于我们探索的参数,我们发现超过90%的RSG信封质量内部的合并网站保持绑定到RSG。经历CEE的NS很可能通过发射喷流的吸积盘吸积RSG包层质量。这些喷流为一个发光的瞬变事件提供了动力,这就是普通的包层喷流超新星(CEJSN)。合并过程增加了CEJSN的能量。我们的发现意味着合并产品,一个大规模的NS或BH,与信封的相互作用可以继续释放更多的能量,无论是进一步的螺旋和质量吸积的合并产品。大量的RSG信封可以迫使合并产品螺旋式进入RSG的核心,从而导致一个更有活力的CEJSN。
2021-10-04 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
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 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 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
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
Jet-shaped geometrically modified light curves of core collapse supernovae
我们建立了三个简单的双极喷出物模型的核心坍缩超新星(CCSNe),如预期的爆炸时,由强射流驱动,并表明,对于位于赤道平面的喷出物的观察者,光变曲线有一个快速的光度下降,甚至突然下降。在计算几何修正的光球时,我们假定喷出物具有由赤道喷出物和速度较快的极地喷出物组成的轴对称结构,并具有均匀的有效温度。在早期,极地喷出物中的光球比赤道喷出物增长得更快,导致相对于球形爆炸更高的光度。额外辐射能量的来源是喷流。在稍后的时间里,极地喷出物中的光学深度下降得更快,而对于赤道平面上的观察者来说,极地光球变得隐藏在赤道喷出物后面,导致光度迅速下降。对于一个喷流使两个低密度极性气泡膨胀的模型,光度下降可能是突然的。这个模型使我们能够拟合SN 2018don光变曲线的突然下降。
2020-05-07 astro-ph.HE
Rapid decline in the lightcurves of luminous supernovae by jet-driven bipolar explosions
我们计算了喷射驱动的双极核心坍缩超新星(CCSN)爆炸成双极拱星物质(CSM)的光变曲线,并表明赤道观测者发现光变曲线具有快速,甚至是突然的下降。可能导致这种爆炸形态的情况是共同包络演化(CEE),在CCSN爆炸前不久,RSG祖先与一个更紧凑的伴星相互作用,后者螺旋进入并旋转核心。伴星可以是主序星、中子星或黑洞。双星相互作用通过强烈的风形成一个壳层,而CEE在赤道平面形成一个密度更大的气体。我们假设伴星吸积质量并发射喷流。我们进行三维(3D)流体动力学模拟,我们发射弱射流,成形射流,到致密的外壳,并表明,相互作用形成了双极CSM。塌缩前快速的核心旋转喷流驱动CCSN爆炸。我们模拟了射流与双极CSM的相互作用,并使用一个简单的方案来计算光变曲线。我们发现,不太接近极向的观测者的光变曲线的突然下降可以解释贫氢发光超新星SN 2018don的光变曲线。我们的研究加强了这样一种说法,即喷气驱动的爆炸占了许多甚至大多数CCSNe。
2022-11-30 astro-ph.HE
Radio observations of a sample of broad-lined type Ic supernovae discovered by PTF/iPTF: A search for relativistic explosions
长持续时间的伽马射线暴是一种罕见的剥离包层核心坍缩超新星,发射准直相对论外流(喷流)。所有与伽玛射线暴相关的超新星在光谱上都是具有宽线的Ic型超新星,但是具有低光度伽玛射线暴的宽线Ic型超新星的比例仍然很大程度上不受约束。一些超新星应该伴随着离轴的$γ$射线爆发喷流,这些喷流最初是不可见的,但后来作为强射电源出现(当喷流减速时)。然而,喷流模型对伽马射线暴的这一重要预测还有待于观测验证。在这里,我们介绍K。G. Jansky超大型阵列对15颗Ic型宽线超新星的观测,由Palomar Transient Factory以非目标方式发现。在我们的样本中,大多数超新星都没有射电辐射,这在观测上与射电噪声大的相对论性超新星SN\,1998 bw相似。我们将1998 bw类宽线Ic型超新星的比例限制在<~ 41%(99.865%置信度)。我们样本中的大多数事件也排除了类似于GRB 031203和GRB 030329的离轴喷流,但我们不能排除在低密度风环境中扩展的离轴伽马射线暴。我们的样本中有三颗超新星在无线电中被探测到。PTF 11 qcj和PTF 14 dby显示了晚期的射电辐射,平均喷出速度为~(0.3-0.4)c,位于相对论超新星和“普通”超新星的分界线上。PTF 11 cmh射电喷射物的速度受到很差的限制。我们估计,在我们的样本中,<~ 85%(99.865%置信度)的宽线Ic型超新…
2016-10-31 astro-ph.CO astro-ph.HE
The jet feedback mechanism (JFM): from supernovae to clusters of galaxies
我们使用二维和三维流体动力学数值模拟研究了几个完全不同的天体物理系统中喷流-介质相互作用的相似性,发现了许多相似之处。这些系统包括冷却流(CF)星系团,核心坍缩超新星(CCSNe),行星状星云(PNe)和共同包络(CE)演化。相似之处包括由双极结构中的射流膨胀的热气泡、射流侧面的涡流、膨胀气泡内部的涡流、气泡破碎成两个或更多个气泡以及气泡的浮力。在许多情况下,这种活动受到负反馈机制的调节。也就是说,更高的吸积速率导致更强的喷流活动,反过来抑制吸积过程。在喷流功率降低后,吸积恢复,循环重新开始。在星系和星系团中CF的情况下,我们还研究了吸积过程,这很可能是通过冷团块,即,冷反馈机制在CF团簇中,我们发现团簇内介质(ICM)的加热是通过热冲击射流气体与ICM的混合来完成的,而不是通过冲击。我们的研究结果加强了喷流反馈机制(JFM)作为一个共同的过程,在许多天体物理对象。
2012-09-02 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Comparing jet-shaped point symmetry in cluster cooling flows and supernovae
本研究通过对比星系团冷却流与8个核心坍缩超新星遗迹的点对称喷流形态,佐证抖动喷流爆炸机制(JJEM)是核心坍缩超新星的主要爆炸机制,对中微子驱动爆炸机制构成挑战。
2024-06-17 astro-ph.HE
Ultrahigh-energy cosmic-ray nuclei and neutrinos from engine-driven supernovae
跨相对论性超新星(SNe)可能是由中心引擎通过喷流或风驱动的,是超高能宇宙射线(UHECR)的候选来源之一。我们调查的加速和生存的UHECR核在外部反向冲击的情况下。利用Zhang等人(2018)中使用的成分模型,我们计算了逃逸宇宙射线和次级中微子的光谱。如果它们的局部速率是核心坍缩超新星速率的$\sim1$ %,那么观测到的UHECR谱和成分可以用宇宙线总能量${\mathcal E}_{\rm cr}\sim10^{51}$ erg来解释。UHECR核的最大能量可达$\sim 10^{20}-{10}^{21}\rm~eV$。在0.1-1 EeV的范围内,源中微子的扩散通量被预测为$\sim 10^{-11} - 10^{-10}~{\rm GeV}~{\rm cm}^{-2}~{\rm s}^{-1}~{\rm sr}^{-1}$,满足核存活边界。计算了相关的宇宙成因中微子通量,结果表明与源中微子通量相当,甚至更高。这些超高能中微子可以被终极探测器探测到,如巨型射电阿斯卡里安中微子探测器和极端多信使天体物理探测器。
2019-09-26 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Planetary nebula morphologies indicate a jet-driven explosion of SN 1987A and other core-collapse supernovae
通过对比行星状星云与 SN 1987A 的边缘-喷嘴不对称结构,推断喷流塑造了其抛射物,从而支持了核坍缩超新星的抖动喷流爆炸机制。
2024-06-04 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
A minority view on the majority: A personal meeting summary on the explosion mechanism of supernovae
在30年后的SN 1987A会议上,我提出了我的少数观点,即大多数(甚至所有)核心坍缩超新星(CCSNe)是由喷流而不是中微子驱动的,大多数Ia型超新星(SN Ia)通过核心简并方案达到爆炸。在会议上提出的新模拟没有实现CCSNe的爆炸。我批判性地研究其他参数,在那里提出的中微子驱动模型的支持,并提出反对意见,支持喷气驱动爆炸机制。喷射通过负喷射反馈机制(JFM)操作。负反馈机制解释了大多数CCSNe的爆炸能量是核心结合能的几倍。目前,我们还不知道大质量恒星爆炸的机制,也不知道白矮星爆炸成Ia型超新星的演化路线,因此,我们必须对各种观点持开放态度,并对旧的观点进行批判性的审视。
2017-03-18 astro-ph.HE
High-energy cosmic ray nuclei from tidal disruption events: Origin, survival, and implications
超大质量或中等质量黑洞的潮汐破裂事件(TDE)被认为是超高能宇宙射线(UHECR)和高能中微子的候选源。皮埃尔俄歇天文台最近的测量,这表明在1000万能量的宇宙射线组成的金属丰富的动机,我们调查的命运UHECR核加载在TDE喷流。首先,我们考虑的生产和生存的UHECR核在内部冲击,外部正向和反向冲击,和非相对论风。基于Swift J1644+57的观测结果,我们证明了UHECR可以经受外部反向和正向冲击以及盘风的影响。另一方面,UHECR核显着解体的内部冲击,虽然他们可以生存的低光度TDE喷流。假设UHECR核可以生存,我们认为不同的组合物模型的TDE的影响。我们发现,主序星或碳氧白矮星的潮汐破坏不能成功地再现UHECR观测,即所观察到的成分或光谱。观测到的簇射最大值的平均深度及其偏差可以用氧-氖-镁白矮星来解释,但它们可能太稀少而不能成为UHECR的来源。
2017-09-26 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
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
Towards multi-messenger observations of core-collapse supernovae harbouring choked jets
本研究探讨利用ULTRASAT和ZTF望远镜及中微子望远镜,通过多信使观测识别含阻塞喷流的核坍缩超新星,并评估其对宇宙中微子通量的贡献。
2025-06-19 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
A Late-time Radio Search for Highly Off-axis Jets from PTF Broad-lined Ic Supernovae in GRB-like Host Galaxy Environments
本研究使用VLA对14个PTF宽线Ic型超新星进行晚期射电观测,发现PTF10tqv符合经典GRB能量的离轴喷流特征,并排除了11个未探测样本中高能离轴喷流的存在,强调了射电巡天在搜寻离轴喷流中的重要性。
2025-10-10 astro-ph.HE
Robust r-process Nucleosynthesis Beyond Lanthanides in the Common Envelop Jet Supernovae
本研究揭示公共包层喷流超新星r过程场景能产生第三r过程峰元素与镧系元素的最大比值,并解释特定贫金属星观测特征,为锕系增强星年龄提供估计。
2023-10-13 astro-ph.HE astro-ph.SR