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
Type IIn supernovae as sources of high energy astrophysical neutrinos
结果表明，IceCube实验中观测到的高能天体物理中微子可以由在银河系外IIn型超新星遗迹中加速的质子通过在致密的星周介质中传播的激波产生。采用非线性扩散激波加速模型来描述粒子加速。本文计算了膨胀宇宙中单个IIn型超新星产生的中微子能谱和IIn型超新星产生的中微子背景能谱。我们还发现一个冰立方中微子候选者（径迹事件47）的到达方向是来自IIn型超新星2005bx的1.35 $^{\circ }$。
2015-10-28 astro-ph.HE
Type IIn supernovae as sources of high energy neutrinos
结果表明，IceCube实验中观测到的高能天体物理中微子可以由在银河系外IIn型超新星遗迹中加速的质子通过在致密的星周介质中传播的激波产生。采用非线性扩散激波加速模型来描述粒子加速。
2015-05-29 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
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
Towards neutrino transport with flavor mixing in supernovae: the Liouville operator
中微子与核物质退耦的计算需要一种既能处理碰撞又能处理味混合的输运形式。建立这种形式的第一步是构造中微子和反中微子的“分布矩阵”，并确定它们在无相互作用情况下满足的刘维尔方程。这些步骤是通过研究维格纳变换的“密度函数”来完成的，密度函数是成对中微子量子场算符的平均值。
2009-09-22 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
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
Sterile neutrino dark matter and core-collapse supernovae
我们探讨了无菌中微子暗物质对核心坍缩超新星爆炸的影响。我们把电子中微子或混合$μ,τ$中微子和右手无菌中微子之间的振荡纳入超新星模型。我们已经选择了不育中微子质量和混合角是一致的不育中微子暗物质候选人，最近的X射线通量测量。利用这些模拟，我们已经探讨了无菌中微子的核心反弹和冲击再加热的影响。我们发现，对于与大多数暗物质约束一致的无菌中微子质量和混合角的范围，冲击能量可以显著增强，甚至可以使不爆炸的模型爆炸。此外，我们还发现，一个无菌中微子的存在可能会导致可检测到的中微子光度的变化。
2016-04-08 astro-ph.HE
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
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
Pulsational Pair-instability Supernovae. II. Neutrino Signals from Pulsations and their Detection by Terrestrial Neutrino Detectors
脉动对不稳定性超新星（PPISN）是由质量为$\sim 80$ - 140 $M_{\odot}$的大质量恒星演化而来的，它是在恒星核内的He流体静力燃烧结束后产生的电子-正电子对不稳定性。在[Leung等人，ApJ 887，72（2019）]（论文I）我们研究了这类恒星的演化轨迹和脉动质量损失历史。本文通过分析PPISNe的实验历史，探讨了PPISNe的中微子观测值。我们计算了脉动过程中中微子的光变曲线和光谱。我们研究这些恒星的详细中微子发射轮廓。然后，我们估计不同的地面中微子探测器的预期中微子探测计数，包括，例如，KamLAND和Super-Kamiokande最后，我们比较了中微子模式的PPISN与其他类型的超新星的基础上，一个典型的10千吨探测器。预测的中微子信号可以为望远镜追踪早期光信号提供预警。中微子物理的预期检测的影响进行了讨论。
2020-07-16 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
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
Supernovae neutrino detection via coherent scattering off silicon nuclei
低能中微子是超新星爆炸的清洁信使，可能对恒星演化过程有独特的见解。我们估计预期的事件数考虑相干弹性散射的硅核中微子，会发生在电荷耦合器件（CCD）探测器。如果我们假设10公斤的硅和1千秒差距的超新星，在大约18秒的窗口上积分的预期事件数是$\sim$ 4。对于类似于红超巨星参宿四的距离，预期事件的数量增加到$\sim$ 30 - 120，这取决于超新星模型。我们认为硅探测器对超新星中微子有效，并且可能区分某些目标质量和距离的模型。
2020-12-21 astro-ph.HE hep-ph
Collective neutrino oscillations and detectabilities in failed supernovae
在三味多角度近似下，研究了一个球对称的超新星爆炸模拟中的集体中微子振荡。一颗失败的超新星在短时间内释放出高中微子通量，而强烈的吸积过程伴随着高电子密度，足以经历重新坍缩成黑洞。我们的结果表明，物质诱导效应完全占主导地位的中微子自相互作用效应和多角度的物质抑制发生在我们研究的所有时间快照。这些事实表明，只有MSW共振影响失败的超新星的中微子味转换和简单的光谱将在中微子探测器上观察到。我们还估计了当前和未来的中微子探测器从一个源在10千秒差距的银河系事件的中微子事件率。中微子探测的时间演化可以提供有关致密和热物质的信息，并约束中微子质量排序问题。
2018-11-08 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
Neutrino flavour transformation in supernovae
近年来，人们对中微子穿越超新星时发生的味振荡的理解取得了迅速进展。以前的范式已经让位，现在很清楚，我们将从未来的银河系超新星中接收到的中微子信号将使我们能够窥视这些非凡的宇宙事件，并探测这些难以捉摸的粒子的一些基本性质。在这篇评论中，我们的目标是提取的动态密度分布和集体味振荡的出现，由于中微子自相互作用的影响，重点已取得的进展。
2009-04-06 astro-ph.HE hep-ph
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
Chiral transport of neutrinos in supernovae
核心坍缩超新星的传统中微子输运理论忽略了中微子的一个关键特性：左手性。中微子的手征性改变了宏观尺度下的流体力学行为，导致拓扑输运现象。我们认为这种输运现象在核心坍缩超新星的演化过程中起着重要的作用，特别是导致了从小尺度到大尺度的逆能量级联的趋势，这可能与超新星爆炸的起源有关。
2016-11-18 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Nonstandard Neutrino Interactions in Supernovae
中微子与物质的非标准相互作用（NSI）可以显着改变超新星中的中微子味演化，并有可能影响爆炸动力学，核合成和中微子信号。在本文中，我们探索，无论是数值和分析，景观的中微子味转换效应在超新星由于NSI，并发现一个新的，迄今为止看不见的转换过程可以发生。这些新的转变可以发生与NSI强度远低于目前的实验限制。在NSI参数空间的一个宽范围内，我们观察到超新星中微子的对称和标准物质-中微子共振，这是一种以前只在紧凑物体合并方案中看到的转换效应;在另一个参数空间区域，我们发现NSI可以在只有中微子振荡物理的标准情况下不会出现的方案中诱导中微子集体效应;在第三个区域，NSI可以导致高密度Mikheyev-Smirnov-Wolfenstein共振的消失。使用各种分析工具，我们能够定量描述的数值结果，使我们能够分区的NSI参数根据观察到的转换过程。我们的研究结果表明，超新星中微子的非标准相互作用提供了一个灵敏的探针超越标准模型物理补充目前和未来的地面实验。
2016-11-29 astro-ph.HE hep-ph
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
Detecting supernovae neutrino with Earth matter effect
研究了超新星中微子振荡中的地球物质效应。我们发现，探测地球物质效应给出了超新星中微子谱的独立测量，即超新星中微子谱的味道差异。研究了末级电子或正电子的能量分辨率和角分辨率对探测地球物质效应信号的影响。我们发现，在分析中改变能量箱的宽度可以改变地球物质效应的信号强度和统计起伏。合理选择能量仓既能抑制统计起伏，又能使信号强度相对于统计起伏有较好的反映。因此，优选具有良好能量分辨率和良好角分辨率的中微子探测器，使得在分析超新星中微子事件时有更大的自由度来改变能量仓和优化地球物质效应的信号。
2017-01-13 astro-ph.HE hep-ex hep-ph
Core-collapse supernovae stymie secret neutrino interactions
超新星核心中中微子之间超越标准模型的相互作用-- { \it秘密相互作用} --可能会阻止激波的复活，阻止超新星爆炸。此外，如果前往地球的超新星中微子与遗迹中微子发生秘密相互作用，到达地球的中微子爆发可能会在能量上向下散射，低于检测阈值。我们通过超新星中微子探测秘密的中微子相互作用，并将我们的发现应用于超新星SN 1987 A。我们把最严格的边界上的味道普遍的秘密相互作用发生通过一个新的调解人与质量之间的10兆电子伏和1 GeV。
2021-04-25 astro-ph.HE hep-ph
Neutrino flavor transformations in supernovae as a probe for nonstandard neutrino-scalar interactions
我们探讨了通过超新星中的中微子味变换来探测中微子与假想的大质量标量或赝标量之间的非标准相互作用的可能性。我们发现，在超相对论极限下，如果中微子是狄拉克费米子，中微子之间的有效相互作用消失，而不是如果它们是马约拉纳费米子。在多角度的“中微子灯泡模型”下，计算了新中微子相互作用对中微子层上味变换的影响。我们发现，在中微子间的V-A自相互作用中加入非标准中微子自相互作用（NSSI），当其强度与标准V-A相互作用相当时，能够显著地改变集体振荡。保味（FP）NSSI的作用一般是抑制风味转化，而破坏风味（FV）的相互作用被发现促进风味转化。如果来自银河系超新星的中微子信号可以被充分理解，超新星中微子可以提供中微子标量/赝标量相互作用的互补约束，以及区分中微子是马约拉纳还是狄拉克费米子。
2018-04-16 astro-ph.HE hep-ph
Sterile neutrino oscillations in core-collapse supernovae
我们已经进行了核心坍缩超新星模拟，允许电子中微子（或其反粒子）与右手无菌中微子之间的振荡。我们已经考虑了一系列的混合角和不育中微子的质量，包括那些符合不育中微子作为暗物质的候选者。我们研究这种振荡是否会影响超新星的核心反弹和冲击再加热。我们确定的最佳范围的混合角和质量，可以大大提高超新星爆炸有效地传输电子反中微子从核心后面的冲击，他们提供额外的加热，导致更大的爆炸动能。我们表明，这种效应可以导致恒星爆炸，否则就会崩溃。我们发现，一个有趣的周期性的中微子光度的发展，由于一个周期的中微子密度的耗尽转换为无菌中微子关闭转换，然后由一个补充的中微子密度作为中微子运输通过核心。
2014-10-17 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
Time-delayed neutrino emission from supernovae as a probe of dark matter-neutrino interactions
本文提出利用银河系超新星MeV中微子的时间延迟回波信号，探测亚MeV暗物质与中微子之间的隐藏相互作用，从而覆盖直接探测实验未触及的参数空间。
2023-04-05 astro-ph.HE hep-ph
Circular polarizations of gravitational waves from core-collapse supernovae: a clear indication of rapid rotation
我们建议使用核心坍缩超新星发射的引力波的圆偏振作为其核心深处快速旋转的明确指示。三维模拟表明，非轴对称吸积流可以通过反弹后核中的流体动力学不稳定性自发发展。因此，由这种流体运动发出的引力波是圆偏振的也就不足为奇了。我们在这封信中表明，全球范围内的第二代引力波探测器网络可能能够探测到银河系对面的这种偏振，只要旋转周期短于崩溃前的几秒钟。
2016-06-07 astro-ph.HE gr-qc
Light-curve and spectral properties of ultra-stripped core-collapse supernovae leading to binary neutron stars
我们研究了超剥离核塌缩超新星的光变曲线和光谱性质。超剥离超新星是严重剥离的大质量恒星的爆炸，通过与致密伴星的双星相互作用失去了它们的外壳。它们的抛射量仅为~ 0.1 Msun，可能是形成双中子星系统的主要途径，这些系统最终合并并发射出强引力波。我们跟随一个超剥离超新星祖先的演变，直到铁核崩溃，并进行爆炸核合成计算。然后，我们合成的光变曲线和光谱的超剥离超新星使用核合成的结果，并提出其预期的性质。超剥离超新星合成~ 0.01 Msun的放射性~（56）Ni，其典型的峰值光度约为1 e42 erg/s或-16 mag.它们的典型上升时间为5 - 10天.比较合成的和观测到的光谱，我们发现SN 2005 ek，一些所谓的富钙间隙瞬变，和SN 2010 X可能与超剥离超新星。如果这些超新星实际上是超剥离超新星，它们的事件率预计约为核心坍缩超新星的1%。通过比较未来引力波观测得到的双中子星合并率和我们合成的光变曲线和光谱模型确定的光学瞬变测量得到的超剥离超新星率，我们将能够判断超剥离超新星是否实际上是双中子星人口的主要贡献者，并提供对双恒星演化的约束。
2016-12-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Gravitational Waves from Core-Collapse Supernovae
引力波是一种潜在的直接探测核心坍缩超新星爆发第一秒过程中多维流动的方法。在这里，我们概述了预测的引力波信号从中微子驱动的超新星的非旋转的祖先从最近的二维和三维模拟的结构。我们勾勒出一些定量的依赖关系，支配这个信号的振幅和它的演变在时间-频率域。
2017-03-14 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Neutrino Intensity Interferometry: Measuring Proto-neutron Star Radii During Core-Collapse Supernovae
强度干涉测量法是一种用于测量源的大小的技术，其范围从重离子碰撞中形成的夸克-胶子等离子体到恒星的半径。我们研究使用相同的技术来测量原中子星（PNS）半径与中微子信号接收的核心坍缩超新星。使用一个完整的波包分析，包括中微子质量的第一次，我们得出的标准的效果可以预期提供所需的信号，并发现中微子从下一个银河系超新星应该包含可提取的PNS半径信息。
2017-11-01 astro-ph.HE hep-ph
Shock Revival in Core-collapse Supernovae Assisted by Heavy Axion-like Particles
类轴子粒子（Axion-like particles，ALP）是一类假想的赝标量粒子，它们与普通物质的相互作用很弱。核心坍缩超新星的热等离子体是探索包括ALP在内的标准模型之外的物理学的可能实验室。一旦产生，一些ALP可以被超新星物质吸收并影响能量转移。在这项研究中，我们计算了核心坍缩超新星的ALP发射和超新星动力学的反反应一致。结果表明，当ALP与光子的耦合强度达到g_{ag} ~10^{-9} GeV^{-1}，ALP质量为40-400 MeV时，失速的反弹激波可以复活.大多数模型导致比平均观测到的超新星更高能量的爆炸。虽然这可以用于对这些ALP施加约束，但需要进一步研究跨多个祖细胞的长期模拟，以施加稳健的限制。
2022-02-22 astro-ph.HE hep-ph
