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
Supernova Light Curves Powered by Fallback Accretion
在核心坍缩超新星爆炸中喷射出的部分物质可能仍然与致密的残余物结合在一起，并最终转向并回落。我们发现，与这种“后备”材料的吸积相关的后期（>天）功率可能会显着影响光学光变曲线，在某些情况下会产生超亮或其他奇特的超新星。我们使用球对称流体动力学模型来估计吸积率在后期的一系列祖质量和半径和爆炸能量。原中子星或黑洞的吸积率在后期随着Mdot ~ t^-5/3而降低，但在低爆炸能量、非常大质量的恒星中，或者如果在原始恒星的氦/氢界面形成强烈的反向冲击波，其标准化可以显着增强。如果由此产生的超级爱丁顿吸积驱动一个外流，使流出的喷出物热化，超新星碎片将在光子可以有效扩散出去的时候重新充满能量。由此产生的光变曲线是不同的，比以前的后备超新星模型，忽略了吸积功率的输入，并产生短暂的，暗淡的瞬变更多样化。当回退吸积功率显著时，可能的结果包括短持续时间和长持续时间的超亮（> 10^44尔格/ s）II型事件，以及可能经历了显著质量损失的致密恒星的发光I型事件。吸积功率可能会使剩余的下落物质分离，导致一些长时间II型事件的亮度突然下降。这种情况可能与解释最近发现的一些特殊和罕见的超新星有关。
2012-10-26 astro-ph.HE
Black Hole Formation in Fallback Supernova and the Spins of LIGO Sources
在这里，我们调查的背景下，现场的二元祖先如何旋转的LIGO源的变化时，氦恒星后裔黑洞（BH）形成在一个失败的超新星（SN）爆炸，而不是直接崩溃。为此，我们利用3D流体动力学模拟的回落超新星在密切的二元系统的属性，旨在模仿LIGO源。通过系统地改变爆炸能量和双星性质，我们能够探索伴星对系统角动量重新分配的影响。我们发现，与质量不同，新形成的BH的自旋仅随SN的当前理论上不受约束的能量略有变化，并且主要由初始二元分离决定。相比之下，初始二元分离的变化会对系统的有效自旋产生相当大的变化。这意味着导致特定有效自旋的LIGO源的形成路径可能比标准的直接坍缩情景所暗示的限制要少得多。
2018-05-03 astro-ph.HE
Supernova luminosity powered by magnetar-disk system
磁星是一些高能超新星爆发的潜在动力源之一，如I型超亮超新星（SLSNe I）和宽线Ic型超新星（SNe Ic-BL）。为了探索这两类超新星之间可能存在的联系，我们研究了回退吸积盘对磁星演化和磁星驱动的超新星的影响。在这种情况下，磁星和回退吸积盘之间的相互作用将加速磁星在吸积状态下的自旋，但可能导致磁星在螺旋桨状态下的大幅自旋下降。因此，磁星的初始旋转在自旋演化中起的作用较小。这样的磁星-盘相互作用方案可以很好地解释SNe Ic-BL和SLSNe I的光变曲线，对于这两种光变曲线，观测到的差异对磁星的初始磁场以及盘的回退质量和时间尺度敏感。与为SNe Ic-BL供电的磁星相比，那些导致更明亮的SNe的磁星通常保持更快的旋转，并且在峰值时间附近具有相对较低的有效磁场。此外，SLSNe I和长伽马射线暴之间的联系，如果在未来观测到，可以在磁盘系统的背景下解释。
2021-05-12 astro-ph.HE
A Search for Core-Collapse Supernovae using the MiniBooNE Neutrino Detector
我们提出了在银河系的核心坍缩超新星的搜索，使用MiniBooNE中微子探测器。在2004年12月14日至2008年7月31日期间，没有发现我们银河系发生核心坍缩超新星的证据，相当于98%的收集寿命。我们将核心坍缩超新星的发生率限制在13.5 kpc的距离内，即在90% CL时每年小于0.69颗超新星。
2009-10-16 astro-ph.HE
Gravitational Waves from Fallback Accretion onto Neutron Stars
大质量恒星通常以中子星（NS）或黑洞（BH）的形式结束它们的生命，NS的形成通常发生在低质量端，而在高质量端更有可能坍缩为BH。在一个中间的制度，与质量范围，这取决于不确定的细节旋转和质量损失在恒星的生命，一个NS最初形成，然后经历回落吸积和崩溃的BH。这种事件的电磁后果尚不清楚。根据其前身的结构，可能性从长伽马射线暴到II型超新星（可能是也可能不是喷气动力），再到带有微弱电磁特征的坍缩。引力波（GW）提供了一个令人兴奋的机会，可以透过垂死的大质量恒星的外壳，直接探测内部发生的事情。我们探讨是否可以通过地面干涉仪检测到年轻的NS的回落。当进入的物质有足够的角动量形成圆盘时，吸积使NS旋转，足以产生非轴对称不稳定性和频率为~700-2400 Hz的引力辐射，持续~30-3000 s，直到坍缩为BH。使用一个现实的过剩交叉功率搜索算法，我们表明，这种事件是可检测的先进LIGO到~17 Mpc。从附近核心坍缩超新星的速度来看，我们估计每年会有1-2个事件值得检查后备GW。这些独特的GW签名与电磁探测相一致的观测将确定与BH形成的这个通道相关的瞬态事件，同时提供有关质子中子星祖先的信息。
2012-07-16 astro-ph.HE gr-qc
Erratum: Progenitor-explosion connection and remnant birth masses for neutrino-driven supernovae of iron-core progenitors (2012, ApJ, 757, 69)
对流体动力学结果的错误解释导致Ugliano等人（2012）对后备质量的错误确定，这也（在较小的水平上）影响了该论文中提供的中子星质量。Ertl et al.（2015）和Sukhbold et al.（2015）在后续工作中已经解决并纠正了这个问题。因此，建议读者使用后两篇出版物的新数据。在本勘误表的其余部分，我们详细介绍了新旧回退结果的差异，并解释了Ugliano等人（2012）原始分析中错误的起源。
2016-02-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Core-Collapse supernovae and its progenitors
无法维持引力坍缩的大质量恒星，在核燃烧阶段结束时，变成核心坍缩超新星，留下致密的物体，如中子星或黑洞。像质量和金属丰度的祖属性主要决定爆炸参数和紧凑的残留物的类型。在本文中，我们总结了ARIES和其他印度天文台严格观测到的三种核心塌陷类型IIP SNe 2012 aw、2013 ab和2013 ej的观测研究，并讨论了它们的起源和爆炸性质。
2016-03-08 astro-ph.HE
Probing Explosion Geometry of Core-collapse Supernovae with Light Curves of the Shock Breakout
研究了核心坍缩超新星中非球面能量沉积对超新星激波爆发光变曲线的影响。我们进行了二维流体动力学计算的非球面超新星爆炸时，在恒星内部产生的冲击波到达恒星表面在每个径向方向上的时间。利用计算结果，以近似的方式导出了冲击破裂过程中的光变曲线。我们发现，在冲击爆发的光变曲线可以是一个很强的指标，核心坍缩超新星的非球面属性。
2010-06-09 astro-ph.HE
Black hole formation and fallback during the supernova explosion of a $40 \,\mathrm{M}_\odot$ star
核心坍缩超新星的回落被认为是解释贫金属恒星丰度异常和黑洞（BH）出生踢和旋转的主要因素。我们提出了第一个3D模拟BH的形成和回落的“流产”中微子驱动的爆炸的$40$太阳质量零金属量祖从崩溃冲击爆发。我们使用相对论CoCoNuT-FMT代码跟踪BH形成的阶段。对于随后的演化冲击爆发，我们应用移动网格代码Arepo核心坍缩超新星的第一次。我们的模拟表明，尽管早期的BH形成，中微子加热的气泡可以存活几十秒，然后被吸积，使他们有足够的时间转移他们的能量的一部分，以维持冲击波传播通过信封。虽然中微子加热的喷出物的初始净能量（$\sim 2$ Bethe）勉强等于包层的结合能，但氢的$11\,\mathrm{M}_\odot$仍然以$0.23$ Bethe的能量喷出。我们发现没有显着的混合，只有一个温和的BH踢和旋转，但推测，更强的效果可能会发生稍微更有力的爆炸或祖与不太紧密的约束信封。
2017-10-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Supernova Fallback onto Magnetars and Propeller-Powered Supernovae
我们探讨了在大质量恒星的超新星爆发过程中，新诞生的磁星上的回退吸积。强磁场（~10 ^{15} G）和短自旋周期（~1 - 10 ms）对磁星如何与下落物质相互作用有重要影响。在长的自转周期、弱的磁场和高的吸积率下，足够的物质被吸积形成一个黑洞，就像在大质量的祖星中常见的那样。当B <5 * 10 ^{14} G时，吸积导致磁星旋转得足够快，从而产生三轴变形并产生引力波，但只持续~50 - 200 s，直到它坍缩成黑洞。相反，在短的自旋周期、强磁场和低的吸积率下，磁星处于"螺旋桨状态"，通过驱逐进入的物质而避免成为黑洞。这个过程会使磁星向下旋转，因此只有在最初的质子中子星快速旋转的情况下，才可能产生引力波。即使磁星幸存下来，它也会吸积至少0.3个太阳质量，因此我们预计在这些类型的环境中出生的磁星的质量会比通常与中子星相关的1.4个太阳质量更大。推进器机制将磁星中~10 ^{52}尔格的自旋能转化为外流的动能，在最初的~10 - 30 s期间，这种冲击加热了流出的超新星喷出物。对于一个小的~5太阳质量的贫氢包层，这种能量创造了一个更明亮，更快的超新星，具有高的喷射速度~（1 - 3）* 10^4 km/s，可能会出现宽线的Ib/c型超新星。对于一个大于10太阳质量的富氢包层，结果是一个明亮的IIP型超新星，其平台光度为~10 ^{43}尔格/秒，持续时间为~60 - 80天。
2011-04-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
Long-Time 2D Simulations of Fallback Supernovae: A Systematic Investigation of Explosions Dynamics and Mass Ejections
本研究针对60-95倍太阳质量的零金属丰度前身星开展二维回落超新星模拟，揭示爆炸能量、遗迹质量等演化规律，探讨多信使信号与中微子探测可能性。
2024-10-07 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Multi-energy diffuse neutrino fluxes originating from core-collapse supernovae
Department of Physics, Tohoku University（东北大学）
本研究通过核心塌缩超新星的特征，连接热MeV尺度中微子与非热高能中微子模型，探讨其在深入探索恒星物理方面的潜力。
2026-02-21 astro-ph.HE
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
Three-dimensional Models of Core-collapse Supernovae From Low-mass Progenitors With Implications for Crab
我们提出了非旋转低质量（~9 Msun）祖先的3D全球面超新星模拟，涵盖了从核心坍缩到反弹和冲击复兴，从恒星表面冲击爆发的整个演化，直到几天后完成回落。我们在核心坍缩超新星（LMCSN）域的低质量端获得了铁核心祖先的低能爆炸[~（0.5-1.0）x 10^{50} erg]，并与具有氧-氖-镁核心的超级AGB（sAGB）祖先进行了比较，后者坍缩并爆炸为电子捕获超新星（ECSN）。在LMCCSN模型的爆发是自洽使用顶点普罗米修斯代码建模，而ECSN爆炸是使用参数中微子运输普罗米修斯HOTB代码建模，选择不同的爆炸能量在以前的自洽模型的范围内。sAGB和LMCCSN的前身有着相似的结构，几乎都是球形的爆炸，几乎没有金属混入氢包层。具有较少的第二次挖掘的LMCCSN导致高度不对称的爆炸。它显示了有效的混合和戏剧性的冲击减速扩展氢信封。这两种性质都允许快速镍羽流赶上冲击波，导致极端的冲击变形和非球面冲击波突破。<~ 5 × 10 ^{-3} Msun的回退质量对中子星（NS）质量和反冲没有显著影响。然而，各向异性的回落携带相当大的角动量，并决定了新生NS的自旋。LMCCSNe模型的第二次挖掘较少，结果流体动力学和中微子引起的NS踢>40 km/s和NS自旋周期约30 ms，两者与蟹状星云脉冲星出生时的结果没有很大区别。
2020-06-10 astro-ph.HE
Searching for High-Energy Neutrinos from Core-Collapse Supernovae with IceCube
IceCube是一个位于南极冰中的立方千米中微子探测器阵列，旨在寻找天体物理学上的高能中微子。它探测到了一个天体物理学中微子的扩散通量，似乎是来自河外的。对这种扩散通量的一个可能的贡献可能来自核心坍缩的超新星。高能中微子可能来自于喷出物与致密的星周介质的相互作用，也可能来自于恒星核心的喷流，喷流在恒星的包层中停滞。在这里，我们将介绍一个堆叠分析的结果，以寻找这种高能量中微子发射的核心坍缩超新星使用7年的$ν_μ$跟踪事件从冰立方。
2021-07-20 astro-ph.HE
A Diagnostic Method for Proto-Neutron Star Magnetic Fields by Supernova Fallback Neutrinos
The University of Tokyo（东京大学）；Yukawa Institute for Theoretical Physics, Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）；Waseda University（早稻田大学）；Musashino Art University（武藏野美术大学）；Tohoku University（东北大学）；Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, The University of Tokyo（东京大学 Kavli宇宙物理数学研究所）；Komazawa University（驹泽大学）
本文提出利用超新星回落中微子诊断原中子星磁场的新方法，通过一维广义相对论磁流体模拟发现磁场强度和吸积率影响能谱硬度，并引入硬度-事件率图确定适用参数区域，为多信使观测提供新窗口。
2026-09-24 astro-ph.HE
Numerical Simulations of Cosmic-Ray Acceleration at Core-Collapse Supernovae
核心坍缩超新星在密集的风中爆炸是宇宙射线（CR）加速到非常高能量的有利场所。我们提出了我们的CR辐射流体动力学模拟的爆炸的红超巨星。我们研究的冲击波在第一天核心崩溃后的演变，并估计CR加速可以开始的时间。然后，我们计算的最大CR能量在前向冲击作为时间的函数，并表明，它可能已经超过100 TeV的冲击爆发后，只有几个小时从表面的恒星。
2019-08-06 astro-ph.HE
Search for neutrino bursts from core collapse supernovae at the Baksan Underground Scintillation Telescope
本文介绍了中微子暴实验的现状和结果。观测时间（自1980年以来）为24.7年。我们银河系坍缩频率的上限为0.093 $y^{-1}$（90%CL）。
2009-10-05 astro-ph.HE
A fallback accretion model for the unusual type II-P supernova iPTF14hls
帕洛玛瞬变工厂（Intermediate Palomar Transient Factory）报告发现了一颗不寻常的II-P型超新星iPTF 14 hls。与普通II-P型超新星的100天平台期不同，iPTF 14 hls的光变曲线至少有五个明显的峰值，然后在发现后的1000天急剧下降。直到发现后的500天，iPTF 14 hls的有效温度大致恒定在5000- 6000 K。在本文中，我们提出iPTF 14 hls可能是由间歇性回退增长提供动力的。发现iPTF 14 hls的光变曲线可以很好地符合通常的t^{-5/3}吸积定律，直到发现后约1000天，此时光变曲线过渡到急剧下降。为了解释这种急剧下降的现象，我们认为晚期吸积物质的密度分布是幂律分布，而不是适用于t^{-5/3}吸积定律的常数分布。详细的建模表明，总回退质量约为0.2 M_{sun}，喷出物质量M_{ej}约为21 M_{sun}。我们发现光变曲线的第三个峰值不能很好地用回退模型拟合，这表明可能有一些额外的快速能量注入。我们认为，如果中心物体是一颗中子星，这种额外的能量注入可能是磁爆发的结果。这些结果表明，iPTF 14 hls的祖先可能是一颗大质量的红超巨星。
2018-09-30 astro-ph.HE
Strange matter in core-collapse supernovae
我们讨论了奇异夸克物质对核心坍缩超新星演化的可能影响，重点是夸克-强子相变的低临界密度。在这种情况下，热的原中子星可以在核心反弹后数百毫秒坍缩成更紧凑的混合星结构。坍塌引发了第二次冲击波的形成。后者导致了一次成功的超新星爆炸，并在中微子信号上留下了印记。这些动力学特征与最近的中子星质量测量表明一个僵硬的高密度核物质状态方程的兼容性进行了讨论。
2011-12-29 astro-ph.HE
Gravitational Waves from Neutrino Asymmetries in Core-Collapse Supernovae
我们提出了一个宽带频谱的引力波从核心坍缩超新星（CCSNe）的中微子发射不对称来源的一系列完整的三维模拟。相关的引力波应变探测CCSNe的长期长期演化和小尺度湍流活动，并提供了深入了解爆炸的几何形状。对于非爆炸模型，中微子光度和中微子引力波形都将编码有关螺旋SASI的信息。中微子记忆将是可检测的范围广泛的祖质量的星系事件。我们的研究结果可用于指导不久的将来的分赫兹和长基线引力波探测计划，包括aLIGO，爱因斯坦望远镜和DECIGO。
2020-09-10 astro-ph.HE
Effect of Electron Screening on the Collapsing Process of Core-Collapse Supernovae
利用平均重核模型，研究了核塌缩超新星中电子屏蔽对电子俘获的影响。基于Ws15 $M_{\sun}$模型的一维程序被用来测试电子屏蔽在塌缩过程中的影响。结果表明，在高密度下，EC对电子捕获的影响变得显著。在坍缩阶段，EC速率降低，坍缩时间尺度延长，中微子能量泄漏增加。这些效应导致反弹冲击波的初始能量明显降低。本文还讨论了电子屏蔽效应在其它模型中的应用。
2009-09-04 astro-ph.HE
Core-collapse Supernovae and Gamma-ray Bursts in TMT Era
作为时域天文学一部分的高能宇宙爆炸研究是即将推出的巨型分段光学红外望远镜的关键领域之一，该望远镜具有非常大的光子收集区域，采用尖端技术。现有的8- 10米级望远镜有助于提高我们对核心坍缩超新星、伽马射线暴及其前身的性质和爆炸机制的认识。然而，关于这些高能宇宙爆炸的许多方面仍然没有得到很好的理解，需要更大的望远镜和高精度的后端仪器来更详细地解决大质量恒星和高红移宇宙的演化。在本报告中，提出了利用30米望远镜和后端仪器对核心塌陷超新星和伽马射线暴进行可能的推力研究的领域。
2013-07-02 astro-ph.HE
Multimessengers from 3D Core-Collapse Supernovae
我们提出了引力波和中微子签名获得的第一原则的3D核心坍缩超新星模拟的15 M非旋转的祖先与嵌合体代码。观测形成中的中子星发射的中微子和流体动力学不稳定性产生的引力波是获得有关超新星发动机直接信息的唯一途径。GW和中微子信号都显示了超新星演化的不同阶段。
2015-07-21 astro-ph.HE
Spectrophotometric templates for core collapse supernovae and their application in simulations of time-domain surveys
时域巡天的设计和分析需要能够准确地模拟真实的核心坍缩超新星（SN）事件。我们提出了一套光谱的时间序列模板设计用于这一目的，为富氢（II型，IIn，IIb）和剥离信封（Ib型，Ic，Ic-BL）核心坍缩超新星。我们使用光度和光谱数据的67核心坍缩超新星从文献中，并为每个生成一个时间序列的光谱模板。用于构建模板的技术是完全数据驱动的，没有假设任何光曲线的参数形式或模型。模板构建代码是开源的，并且可以应用于任何瞬态，其中采样良好的多波段测光和多光谱观测可用。我们使用跨帧紫外光度法将这些光谱模板扩展到近紫外到$λλ\sim 1600 Å$。我们还提供了一组模板校正宿主星系尘埃消光，并提供了一组光度函数，可以与我们的光谱模板在模拟中使用。我们给出了一个例子，这些模板可以通过将它们集成在流行的SN模拟软件包$\textsc{snana}$，并模拟核心塌陷超新星光度选择的宇宙学Ia型超新星样本，容易受到核心塌陷事件的污染。
2019-08-13 astro-ph.HE
Coupling Neutrino Oscillations and Simulations of Core-Collapse Supernovae
目前，即使是最复杂的，多维模拟核心坍缩超新星不（自洽）包括中微子味转换。尽管中微子在核心坍缩爆炸范式中很重要，但这种物理学却缺失了。由于这种依赖性，在原中子星和激波之间的区域发生的任何味道转换都可能对爆炸的动力学产生重大影响。我们提出了第一个流体动力学的核心坍缩超新星模拟，同时包括中微子输运中的自由流中微子的味道变换。这些振荡计算是动态更新的，并与流体动力学一起自洽地发展。使用一个$M=20\;{\rm M_{\odot}}$祖，我们发现，虽然振荡的中微子发射和加热速率的影响，味道转换单独不会导致一个成功的爆炸，这在球对称的祖。
2020-10-05 astro-ph.HE
MHD Simulations of Core Collapse Supernovae with Cosmos++
我们进行了2D，轴对称，MHD模拟与宇宙++，以研究磁旋转不稳定性（MRI）的核心崩溃超新星的增长。我们已经初始化了一个非旋转的15太阳质量的祖先，注入了差异旋转和极向磁场。用Shen状态方程、参量Ye和熵演化模拟了铁核的坍缩过程。塌缩后环境中的不稳定模式的波长预计仅为~ 200 m。为了达到高空间分辨率的要求，我们采用了铁芯塌陷和反弹后的重映射技术。MRI不稳定区域出现在赤道附近，角动量和熵向外传输。更高分辨率的重映射运行显示更有力的翻转和更强的角动量和熵的传输。我们的结果与Akiyama et al.（2003）和Obergaulinger et al.（2009）的早期工作一致。
2010-08-08 astro-ph.HE
Luminous Supernovae: Unveiling a Population Between Superluminous and Normal Core-collapse Supernovae
剥离包层的核心坍缩超新星可以分为两大类：常见的Ib/c型超新星（SNe Ib/c），由$^{56}$ Ni的放射性衰变提供动力，以及罕见的超亮超新星（SLSNe），最有可能由磁星中央引擎的自旋下降提供动力。到目前为止，这两个群体之间的中间政权仍然大多未被探索。在这里，我们提出了一个全面的研究40 \textit{luminous supernovae}（LSNe），SNe的峰值幅度为$M_r = -19$到$-20$ mag，由SLSNe的亮端和暗端的SNe Ib/c的约束。在光谱上，LSNe似乎形成Ic型SNe和SLSNe之间的连续体。考虑到它们的中间性质，我们使用组合的磁星加放射性衰变模型模拟所有LSNe的光变曲线，发现它们确实是中间的，不仅在它们的峰值亮度和光谱方面，而且在它们的上升时间，电源和物理参数方面。我们将LSNe细分为不同的组，这些组要么像SNe Ib/c那样快速发展，要么像SLSNe那样缓慢发展，并且似乎分别是放射性或磁星供电的。我们的研究结果表明，LSNe是由过度丰富的生产$^{56}$镍或弱磁星引擎，并可能作为两个人口之间的缺失环节。
2022-04-18 astro-ph.HE
Magnetorotational explosions of core-collapse supernovae
核心坍缩的超新星伴随着中子星的形成。引力能转化为爆炸的能量，观测到SN II，SN Ib，c型超新星。本文给出了二维MHD模拟的结果，其中能量来源是旋转，磁场作为旋转能量转化为爆炸能量的“过渡带”。由于差动旋转，磁能的环形部分最初随时间线性增长。当扭曲的环形分量强烈超过极向场时，磁旋转不稳定性发展，导致磁能增长急剧加速。最后，一个快速的MHD激波形成，产生超新星爆炸。对于类偶极型的初始场，产生了轻度准直的射流。在非常高的初始磁场下，未发现MRI显影。
2014-08-11 astro-ph.HE
The impact of vorticity waves on the shock dynamics in core-collapse supernovae
由核壳燃烧引起的对流扰动在中微子驱动的核心坍缩超新星爆炸中起着重要的作用。在这项工作中，我们分析了涡波的冲击动力学和冲击后的流动使用的线性流体动力学方程的解决方案的影响。我们表明，熵扰动产生的冲击与涡波的相互作用可能发挥主导作用，在产生浮力驱动的湍流的增益区。我们估计，由此产生的临界光度的减少是17- 24%，这大致同意的三维中微子流体动力学模拟的结果。
2017-09-21 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
The gamma-ray bursts, core-collapse supernovae and global star forming rate at large redshifts
对伽马射线暴（GRB）、GRB宿主星系和恒星形成在小红移和大红移下的观测问题的陈述进行了简要的回顾和讨论：GRB宿主星系与典型星系群之间是否有相似之处和不同之处--这是目前GRB宿主星系研究的主要问题。简要讨论了长持续时间伽玛暴与大质量恒星爆炸的直接联系，伽玛暴与核塌缩超新星的一些谜团。独立于模型的观测宇宙学检验：高红移时的伽玛暴率和恒星形成率。
2011-11-06 astro-ph.HE
Synthetic spectra of energetic core-collapse supernovae and the early spectra of SN 2007bi and SN 1999as
SN 2007 bi和SN 1999 as是最早发现的超亮超新星之一。SN 2007 bi被认为是由大量（5 - 10 Msun）的56 Ni的放射性衰变提供动力。SN 1999 as的光谱与SN 2007 bi相似。一种建议的合成如此大量的56镍的方法是通过高能核心坍缩超新星从非常大的祖先。虽然极高能量的核心坍缩超新星的合成光变曲线与SN 2007 bi一致，但没有合成光谱的报道。在这里，我们提出了合成光谱的极高能量的核心坍缩超新星在光球阶段。我们发现，要解释SN 2007 bi和SN 1999 as中同时存在的宽谱线和窄谱线，需要对13，000 - 16，000 km/s以上的喷出物密度结构进行切割。密度削减可能是由超新星喷出物和致密的星周介质之间的相互作用引起的。我们的研究结果表明，大约3兆太阳的无氢致密的星周介质可能存在于SN 2007 bi和SN 1999 as的祖先附近。这些巨大的星周介质将显著影响超新星的光变曲线和光谱特性。有时在超亮超新星中观察到的前兆可能与喷出物与这种致密的星周介质的碰撞有关。我们还证实了以前的研究结果，对不稳定超新星模型的合成光谱不匹配SN 2007 bi和SN 1999 as的早期光谱。
2019-02-19 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
Turbulence in Core-Collapse Supernovae
多维模拟表明，非径向，湍流，流体运动是核心坍缩超新星（CCSN）爆炸机制的基本组成部分。中子驱动的对流，持续的吸积激波不稳定性，以及来自核燃烧高级阶段的残余扰动都可以以定性和定量的方式影响核心坍缩的结果。在这里，我们回顾了目前对这些现象的理解，以及它们在大质量恒星爆炸中的作用。我们还讨论了在延迟中微子机制的背景下质子中子星对流和磁场的作用。
2018-03-23 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
Core Collapse Supernovae using CHIMERA: Gravitational Radiation from Non-Rotating Progenitors
CHIMERA代码是一个多维多物理引擎，主要用于模拟核心坍缩超新星爆炸。这些爆炸最重要的一个方面是它们产生引力辐射的能力，这种辐射可以被LIGO和VIRGO等地球上的激光干涉引力波天文台探测到。在这里，我们提出了初步的重力签名的二维模型与非旋转的祖先。这些模拟展示了爆炸，在恒星核心反弹后，爆炸持续了半秒钟以上。
2010-11-16 astro-ph.HE
Detectability of neutrino-signal fluctuations induced by the hadron-quark phase transition in failing core-collapse supernovae
本文提出一种频域似然比方法，无需假设振荡参数即可定量探测失败核心坍缩超新星中强子-夸克相变引起的中微子信号涨落，并基于17太阳质量模型给出IceCube和水切伦科夫探测器的可探测距离。
2023-12-26 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
Extending the susy model to core-collapse supernovae
热核超新星和核心坍缩超新星的两个标准模型的一个显著特点是，尽管这两个模型在本质上是不同的，但各自的超新星类型有着非常相似的速率和外观。例如，这两种类型在每个典型星系中每世纪都会出现一到几次，并且这两种类型都为宇宙提供了生命所必需的重元素。尽管如此，这两个标准模型都没有提供一个合理的无问题的描述其目标现象。提供超新星统一图像的一个主要障碍似乎是这样一个事实，即Ia型超新星通常在碳聚变停止后的十亿年延迟时间内发生，而核心坍缩爆炸仅在这种聚变停止后几天发生。在这篇文章中，我们研究的可能性，扩展成功的超对称模型Ia型超新星的核心崩溃事件。问题是，是否以及在什么样的假设下，一个相变到一个精确的超对称背景可以有效地解释Ia型和核心坍缩超新星。
2019-09-02 astro-ph.HE hep-ph
Gravitational Waves from Neutrino-Driven Core Collapse Supernovae: Predictions, Detection, and Parameter Estimation
本文综述了中微子驱动核心坍缩超新星引力波的三维建模预测、探测算法及参数估计方法，旨在从引力波信号中提取中心引擎的物理信息。
2024-01-22 astro-ph.HE gr-qc
Supernova Fallback as Origin of Neutron Star Spins and Spin-kick Alignment
天然反冲和自旋是中子星和黑洞的特征性质。两者都为恒星核心坍缩和爆炸的动力学过程提供了有价值的线索。此外，它们还影响着恒星多重系统的演化以及它们的旋进和合并产生的引力波信号。可能通用的自旋踢对齐的观测证据已被解释为表明，NS自旋诱导NS踢或继承的祖旋转，从而可能在恒星坍缩过程中发挥动态的重要作用。目前的三维超新星模拟表明，NS踢转移在爆炸的第一秒，主要是通过各向异性的质量喷射，并在第二级，各向异性中微子发射。相比之下，NS自旋只在几分钟到几小时后由与超新星中没有引力束缚的物质的回落相关的角动量确定。在这里，我们提出了一个新的方案来解释自旋踢对齐的后果是切向涡流的回退物质，主要是从NS的运动方向吸积。对于这种效应，初始的NS反冲是至关重要的，因为它产生了NS远离爆炸中心的不断增长的偏移，从而促进了单侧吸积。在这种新的情况下，基于传统概念的结论被颠倒了。例如，不需要预反冲NS自旋，并且快速的祖核旋转可能妨碍自旋-反冲对准。我们还讨论了出生BH踢的影响和可能性抛出BH的旋转轴在其形成过程中。
2021-12-05 astro-ph.HE hep-ph
Precursors of Supernovae from Mass Eruption: Prospects for Early Warning of Nearby Core-collapse Supernovae
最近对大部分II型超新星的观测显示，在非常接近原始恒星的地方有致密的星周介质（CSM）的痕迹。如果这个CSM是在核心坍缩前几个月由爆发性质量损失产生的，那么爆发本身可能是一个前兆，有助于作为不久的将来超新星的早期预警。利用基于开放源代码CHIPS的辐射流体动力学模拟，我们从理论上模拟了一颗红超巨星的质量爆发辐射。我们发现，对于中等质量的爆发，光度通常在$10^{39}$ erg s $^{-1}$的数量级上，可以持续数百天，直到恒星爆炸，并且主要在红外线（峰值附近从-9到-11等）明亮。我们讨论的观测策略，找到这些签名从银河系和本地II型超新星。
2023-02-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
Hydrodynamics of core-collapse supernovae and their progenitors
多维流体流动在大质量恒星的核心坍缩超新星爆炸中起着至关重要的作用。近年来，这些现象的三维（3D）模拟已经显着成熟。通过中微子驱动机制确定激波复活的成分已经取得了相当大的进展，并且已经在一些自洽的3D模型中获得了成功的爆炸。然而，这些进步也带来了新的挑战。由于需要增加物理真实性和有意义的模型验证，超新星理论现在正朝着一个更综合的观点发展，该观点将坍缩前后期对流燃烧阶段的多维现象，爆炸引擎和超新星包层中的混合不稳定性联系起来。在这里，我们回顾了我们目前的理解多维流体流动的核心坍缩超新星和他们的祖先。我们首先概述了核心坍缩超新星和后期对流燃烧阶段的流体动力学模拟所面临的具体挑战。然后，我们讨论了最新的进展和开放的问题，在理论和模拟。
2020-06-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Bolometric and UV Light Curves of Core-Collapse Supernovae
自2005年以来，雨燕紫外光学望远镜（UVOT）一直在观察紫外和光学的所有子类型的核心塌陷超新星（CCSNe）。我们在这里提出了50 CCSNe与斯威夫特UVOT观察，分析他们的紫外特性和行为。当我们在所有三个UV滤光器中具有多个UV检测时（λc = 1928 - 2600 nm），我们生成早期的热测量光变曲线，分析这些光变曲线的性质，UV对它们的贡献，并推导出UV通量对基于光学-IR的热测量光变曲线的贡献的经验校正。
2013-05-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
Links between the shock instability in core-collapse supernovae and asymmetric accretions of envelopes
核心坍缩超新星的爆炸机制尚未完全了解，但多维流体不稳定性，如静止吸积激波不稳定性（SASI）和对流，现在被认为是至关重要的冲击复苏。另一个多维效应，最近一直争论的是不对称的结构在祖细胞，这是由剧烈的对流在硅/氧层发生之前的崩溃，揭示了最近的大质量恒星演化的最后阶段的数值模拟。此外，它也已经证明了数值吸积的这种非球形信封可以促进激波复苏。因此，这两个多维度可能是成功爆炸的关键。在本文中，我们进行了一个线性稳定性分析的核心坍缩超新星的常设吸积激波，考虑到非球形，不稳定的吸积流的冲击，以澄清这两种效果之间可能存在的联系。我们发现，这种激波前扰动可以有效地激发流体不稳定性，从而有助于在核心坍缩超新星中的激波复活。
2016-07-03 astro-ph.HE physics.flu-dyn
Multiple physical elements to determine the gravitational-wave signatures of core-collapse supernovae
本文综述了近年来核塌缩超新星引力波理论预言的进展。在简要总结了数值模拟的方法之后，我们总结了确定GW签名的多个物理元素，这些物理元素被认为是从GW的观测中提取长期隐藏的爆炸机制信息的重要因素。最后，我们总结了实现梦想的最紧迫任务。
2012-04-10 astro-ph.HE gr-qc
Binary-Stripped Stars as Core-Collapse Supernovae Progenitors
大多数大质量恒星在其生命周期中都会经历双星的相互作用，这会改变被剥离的恒星的表面和核心结构，对它们最终成为核心坍缩超新星的命运产生重大影响。然而，迄今为止，核心坍缩超新星的模拟几乎完全集中在单个恒星的演化上。我们提出了一个系统的模拟研究的单一和双剥离的恒星具有相同的初始质量的候选人的核心坍缩超新星（11 - 21 M $_{\odot}$）。一般来说，我们发现，双星剥离的恒星核心往往是不那么紧凑，更突出，更深的硅/氧界面，并优先爆炸相应的相同初始质量的单星。这两种演化模式之间的行为二分法将对超新星统计数据产生重要影响，包括最终的中子星质量、爆炸能量和核合成产额。被剥离的双星残余物也很有可能填充最重的中子星和最轻的黑洞之间可能存在的质量差。我们的工作在两个方面有所改进，因为我们自洽地解释了坍缩前的恒星演化和随后的爆炸结果。即便如此，我们的研究结果强调需要更详细的恒星演化模型，以捕捉爆炸结果的敏感性。
2021-04-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
Computational Models of Stellar Collapse and Core-Collapse Supernovae
核心坍缩超新星是自然界最具能量的事件之一。它们标志着大质量恒星演化的结束，并用热核燃烧的灰烬污染了星际介质。尽管它们对星系和宇宙中生命的演化具有重要意义，但核心坍缩超新星爆炸机制的细节仍然处于黑暗之中，并构成了一个艰巨的计算挑战。我们概述了多维，多尺度和多物理性质的核心坍缩超新星问题，并讨论了计算策略和要求，其解决方案。具体来说，我们突出的轴对称（2D）辐射MHD代码VULCAN/2D和目前的结果从第一个完整的2D角度依赖中微子辐射流体动力学模拟后核心反弹超新星的演变。然后，我们继续讨论新的代码Zelmani，它是基于开源HPC Cactus框架，并提供了一个可扩展的AMR方法的3D完全广义相对论建模的恒星坍缩，核心坍缩超新星和黑洞形成的当前和未来的并行HPC系统。我们显示Zelmani的缩放属性超过16，000计算核心，并讨论第一个3D广义相对论核心崩溃的结果。
2009-07-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
Charged current neutrino interactions in core-collapse supernovae in a virial expansion
核心坍缩超新星可能敏感地依赖于在温暖的低密度富中子物质中的带电中微子相互作用。在富中子物质中，质子比中子束缚得更紧。该能量移动ΔU增加了ν_e + n --> p + e中的电子能量，从而增加了可用的相空间和吸收截面。同样，ΔU降低了\bar v_e + p --> n + e^+中的正电子能量，从而减小了相空间和截面。我们用一个与模型无关的维里展开计算了ΔU，发现在低密度下，ΔU比许多平均场模型的预测大得多。因此，ΔU可能对超新星中的带电中微子相互作用有重大影响。对核心坍缩超新星吸积相的初步模拟发现，ΔU增加了\bar的ν e能量，降低了ν e光度。
2012-12-18 astro-ph.HE nucl-th
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
Optimal Classification and Outlier Detection for Stripped-Envelope Core-Collapse Supernovae
在当前的时域天文学时代，拥有严格的数据驱动模型来对瞬变（包括超新星）进行分类变得越来越重要。我们提出了第一个应用主成分分析的剥离包络核心坍缩超新星的光谱。我们使用一个最大的编译光学数据集的剥离信封超新星，包含160 SNe和1551光谱。我们发现，前5个主成分捕获我们的光谱样本的方差的79%，其中包含剥离超新星的主要家族：Ib，IIb，Ic和宽线Ic。我们开发了一个定量的，数据驱动的分类方法，使用支持向量机，并探讨剥离信封超新星分类作为相对于V波段最大光相位的函数。我们的分类方法自然识别“过渡”超新星和超新星有争议的标签，我们详细讨论。我们发现，剥离信封超新星类型是最可区分的后期相位范围内的$10\pm5$天和$15\pm5$天相对于V波段最大值，我们讨论了我们的研究结果的影响，如ZTF和LSST当前和未来的调查。
2019-08-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
