The Long, the Short and the Weak - the origin of GRBs
伽马射线暴的起源是近代天文学中最有趣的谜题之一。在过去的十年里，形成了一个共识，即长伽玛暴（LGRB）来自大质量恒星的坍缩，而短伽玛暴（SGRB）有不同的起源，最有可能是中子星合并。在解释大质量恒星坍缩如何产生伽玛暴的坍缩星模型中，一个关键因素是穿透恒星包层的相对论性喷流的出现。出现的射流穿透包络线的条件对系统构成了强约束。利用这些约束条件，我们证明了：（1）低亮度伽玛暴（llGRB），一个具有非常低亮度（以及其他特殊性质：单峰，光滑和柔软）的伽玛暴子群不能由坍缩星形成。11 GRB必须有一个不同的起源（最有可能是一个冲击爆发）。(ii)另一方面，规则的LGRB必须由Collapsar形成。(iii)对于BATSE，Collapsar和非Collapsar之间的分界持续时间确实是$\sim 2$秒，但对于其他伽玛暴探测器，分界持续时间是不同的。特别是，大多数超过0.8秒的雨燕爆发都是来自于坍缩星。最后的结果需要修改许多关于Swift SGRB起源的结论，这些结论是基于常用的2秒限制。
2012-08-27 astro-ph.HE
Evolution of black hole mass and spin in collapsars
我们研究了长伽马射线暴的类星体情形。在$γ$ -射线波段的爆炸能量百分比与祖先星的结合能一致。事件持续时间、光曲线轮廓、变异性以及与超新星的联系仍然是许多研究的主题。在我们的设想中，演化的恒星祖先正在坍缩到一个由致密核心形成的旋转黑洞上。经由旋转支撑的环面的吸积为相对论喷流的喷射提供动力。黑洞的旋转能量可能被传输到遥远的喷流，并由磁场介导。超新星爆发前恒星的自转是该模型的一个重要性质。在我们的研究中，我们研究了不同的吸积方案和包层中初始角动量的不同分布，它们对黑洞的自旋和质量增量的影响。
2020-08-17 astro-ph.HE
A collapsar model with disk wind: Implications for supernovae associated with Gamma-Ray Bursts
我们构造了一个简单但自洽的伽马射线暴（GRB）和与GRB相关的SNe（GRB-SNe）的Bracksar模型。我们的模型包括一个黑洞、一个吸积盘和围绕中心系统的包层。不同分量的演化通过质量和角动量的转移联系起来。为了解决喷流和风驱动的SNe的性质，考虑了下落包层的冲压压力与喷流和风的竞争，研究了伽玛暴喷流和风驱动的超新星的预期性质与先驱体质量和角动量的关系，发现了当风和喷流相互作用时应满足的两个条件，即当风和喷流相互作用时应满足的条件。驱动爆炸是为了解释所观察到的GRB-SNe的性质。(1)风应在其底部准直，（2）即使在超新星爆炸后，也不应阻止进一步的吸积。在这些条件下，GRB-SNe性质中的某些关系可以通过一系列不同的角动量来再现，只有具有最大角动量的模型才能解释观测到的（高能）GRB-SNe，并且我们预计，Eksar模型可以产生各种各样的观测对应物，主要取决于祖星的角动量。
2018-01-31 astro-ph.HE
Black hole to breakout: 3D GRMHD simulations of collapsar jets reveal a wide range of transients
我们提出了一套第一个3D GRMHD星的模拟，从自洽射流发射的吸积克尔黑洞（BH）的突破从恒星。我们确定了三种类型的外流，取决于角动量，$ l $，崩溃的材料和磁场，$ B $，在BH地平线上：（一）次相对论外流（低$ l $和高$ B $），（二）定常吸积激波不稳定性（SASI;高$ l $和低$ B $），（三）相对论喷流（高$ l $和高$ B $）。在没有喷流的情况下，恒星包层的自由落体为BH吸积速率提供了一个很好的估计。喷流可以大大抑制吸积率，其持续时间可以限制在恒星的磁化剖面。我们发现，大（陡峭）的内部密度幂律指数（$ \gtrsim 2 $）的祖先，面临着极端的挑战，伽马射线暴（GRB）的祖先，由于过度的亮度，全球时间演变的光变曲线在整个爆发和短的爆发时间，与观测不一致。我们的研究结果表明，各种各样的观测到的爆炸外观（超新星/超新星+伽玛暴/低光度伽玛暴）和发射相对论流出的特性（亮度和持续时间）可以自然地解释的祖先结构的差异。我们的模拟揭示了几个重要的喷流功能：（一）强磁耗散内的恒星，导致弱磁化射流突破，可能有显着的光球发射和（二）自发出现的倾斜吸积盘喷流，即使在没有任何倾斜的祖。
2021-12-26 astro-ph.HE
Constraining Collapsar r-Process Models through Stellar Abundances
我们使用重元素在非常贫金属的恒星（[Fe/H] < -2.5）的观测，以限制的可行性的Bronsar模型作为一个重要的来源的r-过程。我们结合双极爆炸核合成计算与最近的磁盘计算作出预测的观测印记，这些爆炸会留下非常贫金属的恒星。我们发现，一个来源的低（~ 0.1-0.5 $M_\odot$）的Fe质量，也产生一个相对较高的（> 0.08 $M_\odot$）的r-过程的质量，将在随后的混合和形成新的恒星，导致[r/Fe]丰度高达三个数量级以上的恒星。为了与推断的丰度相匹配，需要将10-10 $^3 M_\odot$的Fe有效地掺入r-过程喷出物中。我们表明，铁增强，因此[r/Fe]稀释从其他附近的超新星是无法解释的意见，除非显着流入的原始气体发生之前的喷出物能够形成新的恒星。最后，我们表明，推断的[Eu/Fe]丰度需要的气体混合的水平与r-过程增强的贫金属星的其他属性相冲突。我们的研究结果表明，早期的r-过程生产可能是空间无关的Fe生产，一个条件，可以满足中子星合并，由于其大的反冲速度和纯r-过程产量。
2019-05-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Inner Engine Shutdown from Transitions in the Angular Momentum Distribution in Collapsars
对于在伽马射线暴的产生中有效的恒星来说，下落恒星的角动量$J(r)$必须大于在黑洞（BH）周围形成吸积盘所需的临界角动量，即史瓦西BH的$J_{\rm crit} = 2r_{g}c$。利用三维SPH方法，研究了角动量分布在超临界（$J>J_{\rm crit}$）和亚临界（$J<J_{\rm crit}$）之间的球形旋转包层黑洞的坍缩和吸积.相反，在以前的二维流体动力学模拟中得到的结果，我们发现，大量的亚临界材料的吸积盘，徘徊在足够长的时间，以显着的能量损失率。增加亚临界物质的角动量会增加在吸积盘上所花费的时间，只有当大量的亚临界物质在被巨大的最外层超临界壳层补充之前被吸积时，内部发动机才会关闭。一旦被抑制的吸积盘再次被提供足够的超临界物质，关闭将结束，并且可以观察到随后产生的长GRB的静止时间。
2016-03-17 astro-ph.HE
Critical angular momentum distributions in collapsars: quiescent periods from accretion state transitions in long gamma-ray bursts
超新星爆发前核的自转速率是影响超新星和长伽马射线暴坍缩后演化和能量释放的重要因素。以前的工作集中在比角动量是否高于或低于在黑洞周围产生离心支撑盘所需的临界值。在这里，我们探讨了角动量的分布与半径的恒星的效果，并表明，高和低的角动量流之间的定性转换，对应于高和低光度吸积状态，可以有效地反映在能量输出，导致可变性和可能性的静止时间在LGRB。
2010-04-26 astro-ph.HE
Collapsars as a major source of r-process elements
在中子星合并中，通过快速中子俘获（r-过程）产生元素在理论上是可以预期的，并且得到了引力波事件GW 170817的多信使观测的支持：这个产生途径原则上足以解释宇宙中大多数r-过程元素。对伴随着GW 170817的千诺瓦的分析表明，在新生的黑洞周围形成的残余吸积盘的延迟流出是该事件中重r过程物质的主要来源。类似的吸积盘预计也会形成在超新星（由超新星引发的快速旋转的大质量恒星的坍缩）中，此前人们曾推测它会产生r-过程元素。最近对矮星系网座II中富含此类元素的恒星的观测，以及银河系在较长时间尺度上相对于铁而言铕的化学富集，与中子星合并相比，更符合低恒星金属丰度的罕见超新星。在这里，我们报告的模拟表明，恒星吸积盘产生足够的r-过程元素来解释观测到的宇宙丰度。虽然这些超新星比中子星合并更罕见，但每次事件喷出的大量物质弥补了较低的发生率。我们计算出，类星体可能提供宇宙中80%以上的r过程内容。
2020-08-14 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
She's Got Her Mother's Hair: Unveiling the Origin of Black Hole Magnetic Fields through Stellar to Collapsar Simulations
本文通过恒星演化与三维广义相对论磁流体动力学模拟，提出坍缩星黑洞的强磁场并非来自前身星核心，而是继承自高度磁化的原中子星，从而解决了GRB喷流所需快速旋转与强磁场之间的矛盾。
2024-10-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Nucleosynthesis in the outflows associated with accretion disks of Type II collapsars
本文研究了由II型类星体形成的伽马射线暴（GRB）吸积盘流出流内部的核合成。在这些类星体中，大质量恒星经历核心坍缩，最初形成原始中子星，并驱动温和的超新星爆炸。超新星喷出物缺乏动量，随后这个新形成的中子星通过大规模回落转变为恒星质量的黑洞。这些吸积盘中的流体动力学和核合成在过去已被广泛研究。一些重元素在盘中合成，这些重元素中的大部分通过风和外流从盘中喷出。我们研究核合成在这些磁盘推出的外流，通过使用绝热，球形膨胀流出模型，了解这些元素，从而在磁盘中合成生存的流出。在研究过程中，我们发现流出物中存在许多新元素，如钛，铜，锌等的同位素。在大多数情况下，流出物中有大量的56 Ni合成，这意味着在大多数情况下，这些盘的流出物将导致可观察到的超新星爆炸。它主要是存在时，流出被认为是从氦丰富，56 Ni/54 Fe丰富区的磁盘。然而，从硅盘的富硅区流出仍然富含硅。虽然Chandra、BeppoSAX、XMM-Newton等在几个伽玛暴的X射线余辉中观测到了许多重元素的发射线，Swift似乎还没有检测到这些行。
2013-09-04 astro-ph.HE nucl-th
Neutrinos from collapsars
长伽马射线暴（GRB）与大质量恒星的引力坍缩有关。伽玛射线暴的中心引擎可以准直在恒星包层内传播的相对论性喷流。当喷流破坏恒星表面时产生的冲击波能够将粒子加速到非常高的能量。如果喷流含有强子成分，中微子将通过带电的π介子衰变产生。这项工作的主要目标是估计在靠近恒星表面的区域产生的中微子发射，考虑到π介子和μ介子的冷却，以及在高度磁化的介质中产生的中微子产生的微妙影响。我们估计的最大能量的不同种类的粒子和解决耦合传输方程为每个物种。一旦知道了粒子分布，我们就可以计算中微子的强度。我们研究了中微子的不同影响，可以改变不同口味的相对重量。特别地，我们考虑了由强磁场引起的中微子振荡和中微子自旋进动的影响。在星族III事件的爆发区，预期的中微子信号很弱，但由Wolf-Rayet伽玛暴产生的中微子信号与大气背景值相差不远，而由$z<0.5$产生的中微子信号与大气背景值相差不大。冰立方实验并不具备探测来自最早期恒星坍缩的中微子的灵敏度，但可以从附近的长伽马射线暴中探测到一些高能中微子。累积信号应在完整的86串配置集成数年（$\sim 10$年）内可检测到。
2013-09-24 astro-ph.HE
Collapsars as Sites of r-process Nucleosynthesis: Systematic Near-Infrared Follow-up of Type Ic-BL Supernovae
本研究通过对25颗Ic-BL超新星的光学/近红外光变曲线进行系统分析，发现无r-过程模型能更好拟合观测数据，未发现坍缩星中存在r-过程核合成的有力证据。
2024-02-12 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Long Gamma-Ray Transients from Collapsars
在普通伽马射线暴的Brachisar模型中，离心支撑盘的形成发生在大质量恒星铁核坍缩后的前$\sim$ 10秒。然而，这只发生在大质量恒星死亡的一小部分中，并且需要不寻常的条件。一个更常见的情况可能是恒星的死亡，它形成了一个黑洞和一个微弱的或不存在的向外的冲击，但在一个祖先，只有足够的角动量在其最外层形成一个磁盘。我们考虑几种情况下，这是可能发生的-蓝超巨星与低质量损失率，潮汐相互作用的双星涉及氦星或巨星，和一个黑洞的非常大的对不稳定超新星的崩溃。这些事件的共同点是，在一个比普通伽马射线暴持续时间长得多的时期内，太阳质量左右的物质通过圆盘吸积。可以有很宽的功率范围，从PDMATHAMN到$10^{50}\,$再到$^{-1}$，这种亮度可以通过光束来增强。这样的事件在早期宇宙中可能更频繁，因为那里的质量损失率较低。事实上，这可能是宇宙中最常见的伽马射线瞬变形式之一，可以用来研究第一代恒星。在任何一个时间，天空中都可能有几个事件在活动。这类事件最近的一个例子可能是SWIFT瞬变Sw-1644+57。
2011-10-17 astro-ph.HE
Hyperaccretion-driven relativistic jets from massive collapsars in active galactic nucleus disks
Institute of Fundamental Physics and Quantum Technology, Ningbo University（宁波大学基础物理与量子技术研究院）；School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学物理科学与技术学院）；Department of Astronomy, Xiamen University（厦门大学天文系）；College of Intelligent Manufacturing, Nanning University（南宁学院智能制造学院）
本研究针对活动星系核吸积盘内的大质量坍缩星场景，分析前身星属性对超吸积驱动相对论喷流突破盘层的影响，计算可观测辐射特征与探测潜力，为约束AGN盘及内嵌恒星性质提供依据。
2025-11-19 astro-ph.HE
Multi-messenger emission from choked jets in collapsar
Ruhr University Bochum（波鸿鲁尔大学）；INAF Padova（帕多瓦国家天体物理研究所）；INAF Arcetri（阿切特里国家天体物理研究所）；Sapienza Università di Roma（罗马智慧大学）；INFN Roma（罗马国家核物理研究所）
研究塌陷星体中受阻喷流的等离子体物理，通过相对论非电阻磁流体动力学模拟，确定喷流受阻参数空间，并量化强冲击波中带电粒子的加速率和效率，探讨其作为高能中微子和电磁暂现源的潜力。
2026-04-29 astro-ph.HE hep-th
Nucleosynthesis in the accretion disks of Type II collapsars
本文研究了由II型双星形成的伽马射线暴（GRB）吸积盘内的核合成。在这些类星体中，大质量恒星的核心坍缩首先导致原中子星的形成，并驱动了温和的超新星爆炸。然而，这颗超新星的喷出物缺乏动量，并落回中子星，中子星转化为恒星质量的黑洞。为了研究这种由超新星喷出物的回落物质形成的吸积盘的流体动力学和核合成，我们使用了已经建立的流体动力学模型。在这样的盘中，中微子冷却在温度和密度较高的内盘中变得很重要。吸积率（点{M}）越高，盘中的密度和温度越高。在这项工作中，我们处理的吸积盘具有相对较低的吸积率：0.001 M_sun s^{-1} \lesssim.{M} \lesssim 0.01 M_sun s^{-1}，因此这些磁盘主要是平流占主导地位。我们以氦和硅的丰度作为外盘核合成的初始条件，结合盘流体力学和核网络程序，研究了物质流入和落入中心物体时的丰度演化。我们调查的变化，在磁盘的核合成产物的初始丰度在外盘的变化，也与质量吸积率的变化。我们报道了几个不寻常的核，如{31}P，{39}K，{43}Sc，{35}Cl，以及钛，钒，铬，锰和铜的各种同位素的合成。我们还证实，铁，钴，镍，氩，钙，硫和硅的同位素得到合成的磁盘，如以前的作者所示。这样合成的重元素中有许多是通过外流从盘中喷出的，因此它们应该在观测数据中留下它们的特征。
2013-05-08 astro-ph.HE nucl-th
Gravitational Instability and Fragmentation in Collapsar Disks Supports the Formation of Sub-Solar Neutron Stars
该研究通过三维剪切盒模拟发现坍缩星盘外部在特定冷却条件下会碎裂形成富中子团块，这些团块可坍缩为亚太阳质量中子星，其并合引力波或可探测，还能与伽马射线暴等形成多信使事件。
2025-08-24 astro-ph.HE
R-process beta-decay neutrino flux from binary neutron star mergers and collapsars
本研究计算双中子星并合与坍缩星中r过程β衰变产生的反电子中微子能谱与通量演化，发现其平均能量3-9 MeV、通量可持续数十至数百秒，并评估了其对弥散中微子背景的次主导贡献。
2023-12-15 astro-ph.HE nucl-th
Collapsar disk outflows I: Viscous hydrodynamic evolution in axisymmetry
本研究通过轴对称黏性流体动力学模拟，研究快速旋转沃尔夫-拉叶星坍缩形成的吸积盘外流，发现其不足以产生r-过程元素，但可产生$^{56}$Ni驱动Ic-BL超新星，并指出中微子发射特征可作为前身星内部条件的观测诊断。
2024-03-13 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Stochastic gravitational-wave background from subsolar neutron stars in collapsar disks
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）
本研究计算了坍缩星盘分裂产生的亚太阳中子星并合所导致的随机引力波背景能量密度，发现与中心黑洞并合是最响亮的通道，受当前数据约束且可被下一代探测器探测，为盘生亚太阳中子星提供了群体级探针。
2026-09-30 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Ignition of weak interactions and r-process outflows in super-collapsar accretion disks
本研究通过解析分析与三维广义相对论磁流体模拟，探究超坍缩星吸积盘弱相互作用点火阈值与黑洞质量的关系，明确r过程核合成的黑洞质量上限，并指出这类低金属环境中的罕见源可用于探测第三星族恒星。
2025-03-19 astro-ph.HE gr-qc
Disruption of Supernovae and would-be "Direct Collapsars"
本文提出恒星旋转磁化核心产生超光速极化电流图案与聚焦电磁束，可瓦解恒星、影响超新星光度并阻止大质量恒星直接坍缩，同时为核心坍缩提供数月提前预警信号。
2024-10-25 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Fragmentation in Gravitationally-Unstable Collapsar Disks and Sub-Solar Neutron Star Mergers
本文提出在引力不稳定的大质量坍缩星盘外部区域可形成亚太阳质量中子星，其后续并合可解释亚太阳质量引力波事件，并预言多普勒调制、伴随黑洞并合及超新星内千新星等观测特征。
2024-07-31 astro-ph.HE gr-qc
Protomagnetar and black hole formation in high-mass stars
使用轴对称模拟耦合特殊相对论MHD，一个近似的后牛顿引力势和两个时刻中微子运输，我们显示不同的路径形成的原磁星或恒星质量的黑洞。原型恒星核心中产生类星体的比例取决于几个因素的组合，其中祖先恒星的结构和特定角动量的分布可能是最重要的。随着恒星核的内爆，我们也得到了超新星般的爆炸驱动的中微子加热和流体动力学不稳定性或磁旋转效应的核心的大质量恒星。在后一种情况下，高度准直，温和的相对论流出产生。我们发现，在一个相当长的后坍缩阶段（持续>~ 1秒）黑洞可能形成的情况下，成功的和失败的supernovalike爆炸。一个基本的趋势是，具有特定角动量的核心比标准的一维恒星演化计算得到的角动量小，形成黑洞（并最终形成黑洞）。作为补充，原磁星来自恒星核心，其特定角动量的标准分布是从原型恒星演化计算中获得的，包括磁矩和中等到大的质量损失率。
2017-05-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
Black hole to photosphere: 3D GRMHD simulations of collapsars reveal wobbling and hybrid composition jets
长持续时间的$γ$射线暴（GRB）伴随着大质量恒星的坍缩，并携带着关于中央引擎的信息。然而，没有3D模型能够跟踪这些喷流从黑洞（BH）到光球的诞生。我们提出了第一个这样的3D广义相对论磁流体动力学模拟，跨越6个数量级的空间和时间。坍缩的恒星包层形成了一个吸积盘，吸积盘将黑洞周围积累的磁通量向内拖曳，在动力学上变得重要，并发射双极喷流。喷流以$\sim10^{12}$ cm到达光球层，具有一个张开角$θ_j\sim6^\circ$和一个洛伦兹因子$Γ_j\lesssim 30$，解除了恒星的$\gtrsim90\%$束缚。我们发现：（i）盘喷系统自发地发展相对于BH旋转轴的不对准。因此，喷流以一个角度$θ_t\sim12^\circ$摆动，这可以自然地解释伽玛暴光变曲线中的静止时间。探测$θ_j+θ_t$的有效张开角表明，固有伽玛射线暴率比标准估计低一个数量级。这表明，成功的伽玛暴可能比目前认为的要罕见，并且只出现在$\sim 0.1\%$的超新星Ib/c中，这意味着大多数超新星Ib/c的祖先中没有发射或阻塞喷流。(ii)喷流中的磁能由于与恒星的混合而减少，导致喷流在光球中具有磁和热成分的混合成分，其中气体的$\sim 10\%$保持磁化$σ\gtrsim 0.1$。这表明光球分量和重联都可能在瞬发中起作用。
2022-06-21 astro-ph.HE
Collapsar disk outflows II: Heavy element production
本文研究了坍缩星黑洞吸积盘亚相对论外流中的重元素核合成，通过包含中微子辐射和粘性流体动力学的模拟发现，除非盘内存在大规模极向磁场驱动外流，否则难以产生富中子重元素，但可能通过$rp$-过程产生最重元素。
2024-08-27 astro-ph.HE
Eccentricity as a signature of hierarchical subsolar-mass mergers in collapsar disks
California Institute of Technology（加州理工学院）；Cornell University（康奈尔大学）
通过数值相对论模拟，研究坍缩星吸积盘内碎片层级并合产生的引力波信号，发现最终并合可产生高达约0.6的初始偏心率，且部分偏心率（约0.1）可存活至最终中子星-黑洞并合，为层级形成场景提供强指示。
2026-05-27 astro-ph.HE gr-qc
Hard X-ray Bursts from Collapse of the Super Massive Stars
宇宙中最早的恒星质量可能非常大，可达$10^6M_\odot$。它们会留下巨大的黑洞，这些黑洞可以作为活动星系核的超大质量黑洞的种子。考虑到预期的快速旋转，这样的恒星将以超大质量的双星结束生命，并驱动强大的磁主导喷流。本文研究了观测到与正常类星体相关的长伽马射线暴类似的高能辐射暴的可能性。我们表明，在超巨星坍缩过程中，Blandford-Znajek机制可以产生强大的喷流作为几个$\times10^{51}$尔格/秒，并释放高达$10^{56}$尔格的黑洞旋转能量。由于更高的内在时间尺度和更高的红移，爆发的初始亮相可以持续大约$10^5$秒，而中央引擎将保持活跃大约10天。由于红移很高，爆发的光谱预计会很柔和，光谱能量分布在60 keV左右达到峰值。其峰值总通量密度比较低，$\times 10^{-7}erg\, cm^{-2} s^{-1}$很少，但并不令人望而却步。这类事件的发生时间应晚于$^{-1}$的0.03年，观测需要长期计划，可在将来进行。
2010-03-23 astro-ph.HE
Fast Transients from Magnetic Disks Around Non-Spinning Collapsar Black Holes
本文通过三维广义相对论磁流体力学模拟揭示非旋转坍缩星黑洞磁吸积盘驱动的磁外流可解释Ib/c型超新星双峰光变曲线的首个峰值，并预测未来观测可区分竞争模型。
2025-03-09 astro-ph.HE
Models for Gamma-Ray Burst Progenitors and Central Engines
大多数伽马射线暴是在大质量恒星死亡时产生的。在这里，环境条件下，恒星的演化路径，和爆炸物理可能产生的爆发进行了审查。两个主要的模型--巨磁星和毫秒磁星--都不能被排除在外，它们都可能在不同质量、金属丰度和自转速率的祖星中运行。潜在的诊断进行了讨论和突出的不确定性。这两种模型都能够产生各种各样的瞬变，其性质随恒星性质和视角而变化。其中一些审查，包括很长（天）低光度爆发的可能性，到目前为止未被发现，短硬爆发从大规模恒星的祖先，并从非常大规模的第III族恒星爆发。
2011-05-20 astro-ph.HE
GeV - PeV Neutrino Production and Oscillation in hidden jets from GRBs
长伽马射线暴已被广泛地联系到坍缩的大质量恒星的Bracksar模型的框架。核塌缩超新星中等相对论性喷流的内激波可以产生高能中微子和光子。虽然光子很难逃逸，但高能中微子可能是喷流隐藏时的唯一特征。我们表明，使用适当的参数，在GeV-PeV范围内的高能中微子可以产生在隐藏的喷流内的Eurasar，从而表明这些对象是候选人产生中微子的能量在1 - 10 PeV之间，与冰立方观测。另一方面，由于物质效应，高能中微子在离开恒星之前可能会从一种味道共振振荡到另一种味道。利用两个（太阳，大气和加速器参数）和三个中微子混合，我们研究了这些中微子的共振振荡的可能性产生的内部冲击。此外，我们还计算了物质在沿着喷流（离开恒星之前）的不同距离处以及之后在真空中、在通往地球的路径上发生中微子振荡的概率。最后，估计了地球上的中微子味比。
2013-10-26 astro-ph.HE
Supercollapsars and their X-ray Bursts
宇宙中最早的恒星质量可能非常大，可达$10^3M_\odot$。如果大量诞生，这样的大质量恒星会对随后的恒星形成产生强烈的影响，产生强烈的电离辐射，并用重元素污染原始气体。它们会留下巨大的黑洞，这些黑洞可以作为活跃星系核的超大质量黑洞的种子。考虑到预期的快速旋转，这些恒星将以超大质量双星的形式结束生命，并驱动强大的磁主导喷流。在这封信中，我们调查的可能性，观察到类似的长伽马射线暴与正常的类星体的高能发射的爆发。我们表明，在超巨星坍缩过程中，Blandford-Znajek机制可以产生强大的喷流作为几个$\times10^{52}$尔格/秒，并释放高达$10^{54}$尔格的黑洞旋转能量。由于更高的内在时间尺度和更高的红移，爆发的初始亮相可以持续大约$10^4$秒，而中央引擎将保持活跃大约一天。由于红移很高，预计爆发的光谱会很柔和，能量分布峰值在20- 30 keV左右。峰值总通量密度相对较低，为$10^{-7}{erg} {cm}^{-2} {s}^{-1}$，但并不高。如果每一个由3- $σ$宇宙学波动产生的暗物质小晕都产生一个超巨星，那么整个天空中这种爆发的频率可能达到每年几十次。
2009-11-25 astro-ph.CO astro-ph.HE
Evolution of Rotating 25 M$_{\odot}$ Population III star: Physical Properties and Resulting Supernovae
在这封信中，我们报告的1-D建模的旋转25 M $_{\odot}$零年龄主序人口III星的核心崩溃的发病阶段的结果。快速旋转的模型在主序星阶段之后显示出剧烈和零星的质量损失。与太阳金属丰度模型相比，Pop III模型显示出非常小的超新星前半径。此外，在核心崩溃的发病阶段的模型，我们模拟由此产生的超新星的流体动力学模拟。根据相应的旋转和恒星风造成的质量损失，所产生的超新星跨越了从弱II型到Ib/c型的类别。我们发现，由Pop III型恒星产生的核心坍缩超新星的绝对星等比由太阳金属丰度恒星产生的要暗得多。从我们的模拟结果中，我们还得出结论，在爆炸能量和镍质量的考虑范围内，这些瞬态事件是非常微弱的，使得它们很难被检测到在高红移。
2023-02-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Single and binary stellar progenitors of long-duration gamma-ray bursts
本文介绍了长持续时间伽马射线暴起源的最常见的理论。我将讨论两种天体物理学场景：磁星模型和磁星模型。按照他们的要求，这颗恒星的前身应该是一颗无核大质量恒星，它的核心是一颗快速旋转、坍缩的铁质恒星。这样的天体被称为TWUIN星，可能是由大质量单星或大质量双星系统通过化学均匀演化而产生的。这条演化道路的各种结果（如超新星爆炸和引力波的生产）也被提及，并为未来的研究方向提出了建议。在多信使天文学的时代，我希望能及时地概述恒星天体物理学家是如何寻找长时间伽马射线暴的祖先模型的，以及他们迄今为止的发现。
2017-10-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Accretion Regimes of Neutrino-Cooled Flows onto Black Holes
本研究建立黑洞中微子冷却吸积盘的一维广义相对论黏滞流体模型，系统探究不同参数下的吸积模式，揭示其与r过程核合成及超千新星暂现源的关联。
2025-07-31 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Faint Population III supernovae as the origin of the most iron-poor stars
银河系中最缺铁的恒星对天体物理学物体的性质提供了重要的观测限制，这些天体使原始气体富含重元素，这些恒星就是从这些物质形成的。其中，最近发现的缺铁恒星SMSS J031300.36-670839.3显示出显著的化学成分，未检测到铁（[Fe/H] $<-7.1$），碳和镁相对于钙的含量大幅增加。我们调查了无金属（人口III）恒星的超新星产量来解释这颗恒星所观察到的丰度模式。我们报告说，高[C/Ca]和[C/Mg]的比例和上限确定的其他元素丰度与核心塌陷超新星（具有正常的爆炸动能$E$的$E_{51}=E/10^{51}$尔格$=1$）或超新星（$E_{51}\geq 10$）的第三人口的25 $M_{\odot}$或40 $M_{\odot}$星的产量很好地再现。最佳拟合模型假设第三星族祖先的爆炸经历了广泛的物质混合和回落，留下了黑洞遗迹。在这些模型中，钙是由静态/爆炸性O燃烧和不完全的Si燃烧在第III族超新星/超超新星，在对比的建议，钙是起源于热CNO循环在超新星前演化。在5颗具有[Fe/H] $<-4.5$的贫铁星中，有4颗碳增强星与$^{56}$ Ni的质量小于10 $^{-3}M_{\odot}$的暗超新星模型一致。
2014-08-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
On the Efficiency of Producing Gamma-Ray Bursts from Isolated Population III Stars
Instituto de Radioastronomía y Astrofísica, Universidad Nacional Autónoma de México（墨西哥国立自治大学无线电天文学与天体物理研究所）；Department of Natural Sciences, The Open University of Israel（以色列开放大学自然科学系）；Astrophysics Research Center of the Open university (ARCO), The Open University of Israel（以色列开放大学天体物理学研究中心）；Department of Physics, The George Washington University（乔治华盛顿大学物理系）
本文通过恒星演化模型研究孤立第三族恒星产生长时标伽马射线暴的效率，发现其强烈依赖于初始质量、自转和星风效率，并给出可观测发生率预测。
2025-11-07 astro-ph.HE
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
Searches for Population III pair-instability supernovae: Predictions for ULTIMATE-Subaru and WFIRST
ULTIMATE-Subaru（超宽激光断层成像仪和MOS，用于Subaru上的卓越探索）和WFIRST（宽视场红外巡天望远镜）是下一代近红外仪器，具有大视场。它们使我们能够在近红外范围内进行深度和广度的瞬态调查。这样的近红外瞬变观测使我们能够发现非常遥远的超新星，这些超新星的波长红移到近红外波长。我们已经进行了模拟瞬态调查与ULTIMATE斯巴鲁和WFIRST的能力，发现人口III对不稳定超新星。我们发现，一个5年的1 deg 2 K波段瞬态调查与点源的极限星等为26.5等与ULTIMATE斯巴鲁可能会发现约2人口III对不稳定超新星超过红移6。在F184波段WFIRST达到26.5等的5年10度2的观测中，可能会发现大约7颗超过红移6的第三星族对不稳定超新星。我们还发现，预期的人口III对不稳定的超新星探测的数量增加约2倍，如果近红外瞬态调查对星系团进行。其他超新星，如星族II对不稳定超新星也将在同一次调查中被发现。这项研究表明，未来的宽视场近红外仪器允许我们通过执行深和宽的近红外瞬态调查调查的第一代超新星的爆炸。
2019-03-05 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Signatures of Population III supernovae at Cosmic Dawn: the case of GN-z11-flash
以最近观测到的GN-z11-flash为例，说明了在高红移$z \gtrsim 10$时最早期（第三星族）恒星的末期的可观测性。我们发现，观察到的光谱的瞬态是一致的，其起源于一个冲击爆发的人口III超新星发生在GN-z 11星系在$z \sim 11$。爆炸的能量学表明，在该星系中有一颗质量为$\sim 300 M_{\odot}$的祖星，预计在几年的观测时间尺度内会发生这样的事件。我们预测的预期数量这样的瞬变从$z > 10$星系作为其宿主恒星质量和恒星形成率的函数。我们的发现对于未来在宇宙黎明探测和识别星系特征的研究非常重要。
2022-02-04 astro-ph.GA astro-ph.HE
