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
$Λ$ 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
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
A Core-Collapse Supernova Model for the Extremely Luminous Type Ic Supernova 2007bi: An Alternative to the Pair-Instability Supernova Model
我们提出了一个非常明亮的Ic型超新星2007 bi的核心坍缩超新星模型。通过流体动力学、核合成和辐射输运的数值计算，我们发现SN 2007 bi与43 Msun的碳和氧核心的核心坍缩超新星爆炸是一致的，该核心是从一个主序质量为100 Msun、金属丰度为Z = Zsun/200的祖星演化中获得的，其氢和氦包层是人工剥离的。模型的喷出物质量和喷出物动能分别为40 Msun和3.6*10^{52} erg。喷射出的56 Ni质量高达6.1 Msun，这是大爆炸能量的爆炸核合成的结果。我们还证实SN 2007 bi与最近声称的对不稳定超新星模型一致。我们发现，早期的光变曲线数据可以区分这种发光超新星的模型。
2010-06-08 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
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
Are Models for Core-Collapse Supernova Progenitors Consistent with the Properties of Supernova Remnants?
最近的发现，在附近的SNR观测到的铁-钾线光度和能量质心是一个很强的判别祖星类型和拱星环境的影响，我们了解超新星的祖先演化。使用模型的核心塌陷超新星喷出物的化学成分，我们模拟的动力学和热X射线发射的冲击喷出物和拱星材料，建模为$r^{-2}$风，年龄为3000年。我们将这些模型的X射线光谱与朱雀卫星的观测结果进行了比较。我们还模拟了Ia型祖先模型的动力学和X射线发射。我们发现，在铁-钾线的能量质心之间的核心崩溃和Ia型模型有明显的区别。核心坍缩超新星模型预测更高的Fe-K线质心能量比Ia型模型，与观测一致。我们认为，更高的线质心的结果，发现在拱星环境中的缓慢移动的风从大规模的祖先的扩张所造成的密度增加。
2015-02-15 astro-ph.HE
Neutrino Signatures of One Hundred 2D Axisymmetric Core-Collapse Supernova Simulations
本文公开发布包含一百次二维轴对称辐射流体动力学模拟的CCSN中微子发射模型数据集，为银河系超新星中微子探测提供统一基准。
2023-07-17 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
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
Probing the metastability of protoneutron star with hyperon in core-collapse supernova
利用一维广义相对论$GR1D$程序研究了超子在非旋转大质量恒星动力学坍缩成黑洞过程中的作用。采用Shen等提出的超声波状态方程，利用各种先驱体模型研究了质子中子星（PNS）到黑洞的动力学形成和演化。我们比较的结果与核EoS沈等。并了解奇异超子在核心坍缩超新星中的作用。我们讨论了中微子信号，可能被用来作为探针的核心崩溃。此外，与PNS相比，异国情调的EoS可以支持更低的最大质量冷中子星。在这方面，我们还研究了PNS在超子存在下的亚稳性在长时间演化的祖先，相关的超新星SN 1987 A。
2014-01-02 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
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
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
Gravitational waves and core-collapse supernovae
本文讨论了物质非球形坍缩时宇宙中引力波的形成机制。非球形崩溃的结果，提出了一个均匀的球体的灰尘和有限熵球体。给出了中微子模型和磁旋转模型下的核塌缩超新星爆炸的数值模拟结果。这些结果被用来估计频率为ν~1300 Hz的引力波的无量纲振幅，该引力波是在质量为1：2 M（太阳）的前超新星的旋转核坍缩期间辐射的（由作者在2D中计算）。这一估计与许多其他计算（本文中提出的）一致，这些计算是在2D和3D环境中完成的，并且依赖于对引力波振幅的更精确和复杂的计算。在泽尔多维奇饼模型中，宇宙大尺度结构的形成涉及到非常长波长的引力波的发射。这些波的平均振幅计算从模拟，在均匀球体近似，非碰撞尘埃物质，模仿暗物质的非球形崩溃。值得注意的是，在我们银河系的核心坍缩超新星爆炸期间辐射的引力波具有足够的振幅，可以被现有的引力波望远镜探测到。
2018-10-29 astro-ph.HE
The Gravitational Wave Signal of a Core Collapse Supernova Explosion of a 15M$_\odot$ Star
在这封信中，我们报告的引力波信号计算的背景下，一个$ab$ $initio$，三维模拟的核心坍缩超新星爆炸，开始与15 M $_\odot$明星和使用国家的最先进的弱相互作用。模拟是用我们的中微子流体动力学代码Chimera进行的。我们讨论了我们预测的引力信号的检测由当前一代的引力波探测器的潜力。
2017-01-25 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
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
Revival of The Stalled Core-Collapse Supernova Shock Triggered by Precollapse Asphericity in the Progenitor Star
大质量恒星高级核燃烧阶段的多维模拟表明，超新星前恒星的Si/O层与通常假设的超新星前恒星结构的球形对称性有很大的偏差。我们进行了三维核心塌陷超新星模拟与非球面速度扰动，以评估其潜在的影响，在失速激波阶段的超新星流体动力学。我们的研究结果表明，现实的扰动可以定性地改变后反弹的演变，触发爆炸的模型，未能爆炸没有他们。这一发现强调了对恒星演化的前超新星阶段进行多维处理的必要性。
2013-10-16 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
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
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
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
Searching for Fast Neutrino Flavor Conversion Modes in Core-collapse Supernova Simulations
在稠密的中微子介质中传播的中微子，如在核心坍缩的超新星中传播的中微子，可以经历快速的味道转换，其尺度比真空中预期的要短得多。认为快模出现的必要条件是$ν_e$和$\barν_e$的角分布相互交叉。然而，大多数最先进的超新星模拟都没有提供如此详细的角度信息，而是只考虑中微子角分布的几个时刻。在这里，我们提出了一个有效的方法来使用这些可用的几个时刻搜索超新星模拟中的快模式。我们的方法，这是基于搜索交叉的角分布，可以与任何数量的时刻提供的模拟，虽然可以捕获更多的交叉时，更高的时刻。
2020-05-21 astro-ph.HE
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
New Aspects and Boundary Conditions of Core-Collapse Supernova Theory
核心坍缩超新星是自然界最大的爆炸之一。它们由引力坍缩释放的能量提供动力，包括一系列丰富的物理现象，涉及所有基本力以及物理学和天体物理学的许多分支。我们总结了核心坍缩超新星理论的现状，并讨论了当前一套候选爆炸机制的核心坍缩超新星建模正在走向自洽的三维模拟。最近在核理论和中子星质量和半径测量方面的工作为核物质状态方程提供了新的约束条件。我们将讨论这些新的发展及其对核心坍缩超新星建模的影响。核心坍缩超新星中心区域的中微子-中微子前向散射可以导致集体中微子味振荡，导致电子和重轻子中微子光谱的交换。我们回顾了在理解这些集体振荡及其对核心坍缩超新星爆炸机制的潜在影响方面所取得的快速进展。
2011-11-27 astro-ph.HE hep-ph
SuperNova IDentification spectral templates of 70 stripped-envelope core-collapse supernovae
我们使用Modjaz等人（2014）发表的640个剥离包络核心塌陷SNe（SESNe）光谱构建了70个超新星识别（SNID; Blondin & Tennis 2007）超新星（SN）模板。由458个光谱构建的56个SN模板是全新的，将SESNe的数量和当前SNID数据库中SESNe光谱的数量分别增加了2.6和2.0倍。我们还对当前SNID数据库中的模板进行了一些类型和阶段改进。
2015-03-31 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
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
Explosion Dynamics of Parametrized Spherically Symmetric Core-Collapse Supernova Simulations
我们报告的方法，推，触发核心坍缩超新星（CCSN）爆炸的大质量恒星的球对称。这种方法提供了一个框架来研究核心坍缩超新星的许多重要方面：冲击波通过恒星的影响，爆炸性超新星核合成和祖先遗迹连接。在这里，我们给出了一个概述的方法，比较结果的多维模拟和调查的祖和状态方程的黑洞形成的影响。
2016-10-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Prospects for extending the core-collapse supernova detection horizon using high-energy neutrinos
像冰立方这样的大型中微子探测器使用低能（MeV）中微子来监测核心坍缩超新星，并将其延伸到麦哲伦云的超新星中微子爆发。然而，一些模型预测的高能量中微子（GeV-TeV）从核心坍缩超新星通过喷出物与星周物质的相互作用和（TeV-PeV）通过阻塞喷流的排放。在本文中，我们探讨了冰立方的核心坍缩超新星的探测视界使用高能中微子从这些模型。我们研究了来自IceCube的两个高能中微子数据样本的潜力，其中一个在北部天空中表现最好，另一个在南部天空中具有更好的灵敏度。我们证明，通过使用高能量中微子从核心坍缩超新星，检测范围可以扩展到Mpc范围，远远超出了通过低能量中微子。展望IceCube-Gen 2，这一范围将大大扩展。
2023-01-18 astro-ph.HE hep-ex
Finding Core Collapse Supernova from the Epoch of Reionization Behind Cluster Lenses
目前正在进行调查，以利用引力透镜的星系团与爱因斯坦半径>35”在寻找最高的红移星系。来自再电离时期的相关超新星将其通量提高到检测阈值以上，延长其可见时间。我们预测詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）将能够发现红移超过z=7-8的透镜核心坍缩超新星。
2013-03-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
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
Charged-Current Muonic Reactions in Core-Collapse Supernovae
核心坍缩超新星模拟的稳步发展需要更精确地描述高温致密物质中的中微子过程。在这项工作中，我们研究了超新星物质中（反）μ子的荷电弱过程的速率。在相对论平均场水平下，考虑到强子流中的全运动学项、弱磁项和赝标项以及与$q^2$相关的核子形状因子，我们得到了CC中微子-核子反应速率的结果.除了μ子半轻子过程，我们也考虑纯轻子过程。特别是，我们发现，逆μ子衰变可以占主导地位的低能量$ν_μ$和$\barν_e$密度$\gtrsim 10^{13}~\rm{g~ cm^{-3}}$的不透明度。
2020-07-31 astro-ph.HE hep-ph
A mixed helium-oxygen shell in some core-collapse supernova progenitors
我们发展的模型旋转的大质量恒星的铁芯崩溃的阶段，使用MESA代码，并发现在某些情况下，主要是氦和氧的混合成分的壳。在我们研究的初始质量为13-40 Mo和初始旋转速度为0-450 km/s的参数空间中，我们发现只有一小部分模型具有显著质量的氦氧混合壳层。虽然壳层是由于旋转混合而形成的，但坍缩前的旋转速率并不是很高，这是高能中子引发热核爆炸所需要的。我们的研究结果表明，最近重新审视的超新星坍缩引起的热核爆炸机制最多只能解释一小部分核心坍缩超新星。这种氦氧混合壳层的存在仍然可能对核心坍缩超新星有一些影响，例如当喷流存在时的一些核合成过程，或者可能导致特殊的亚发光核心坍缩超新星。
2018-04-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
Massive Computation for Understanding Core-Collapse Supernova Explosions
大质量恒星是如何爆炸的？答案的进展是由计算能力的增加驱动的。Petascale超级计算机能够对核心坍缩超新星进行详细的三维模拟。这些都阐明了流体不稳定性，湍流和磁场放大在超新星引擎中的作用。
2016-08-29 astro-ph.HE physics.comp-ph
Impact of Axions on the Minimum Mass of Core Collapse Supernova Progenitors
在这项研究中，我们包括在恒星演化模型轴子采用目前最严格的限制，他们的耦合到光子和电子。结果表明，核心坍缩超新星（CCSN）前身星的最小恒星质量上移了近2Mo。这一结果似乎与观测得到的CCSN祖细胞的最小质量存在矛盾。
2017-10-31 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Explosion Mechanism of Core-Collapse Supernovae and Its Observational Signatures
大质量恒星的死亡被许多谜团所笼罩。其中之一是将简并铁核的坍缩转变为爆炸的机制，这一过程决定了超新星爆炸的能量、幸存的致密残骸的性质以及核合成产额。由于现代时域天文测量和对爆炸机制的新测试成为可能，核心坍缩超新星观测的数量一直在加速增长。我们回顾了参数化超新星爆炸模型的预测，并将其与从观测到的光变曲线、光谱和中子星质量推断出的爆炸性质进行了比较。
2020-12-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
Neutrino flavour as a test of the explosion mechanism of core-collapse supernovae
我们研究了中微子-质子弹性散射与逆β衰变事件计数的比值，该比值可以在JUNO这样的闪烁探测器中测量，作为识别星系核坍缩超新星爆炸机制的关键观测值。如果超新星不是由核心提供动力，由中微子引起的热核爆炸，那么一个长期的吸积占主导地位的中微子光度的预测。使用1D数值模拟，我们表明，不同的中微子爆发的味道组成可以在朱诺测试具有很高的意义，克服理论上的不确定性的祖星配置文件和状态方程。
2018-11-27 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
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
Inferring Core-Collapse Supernova Physics with Gravitational Waves
恒星坍缩和随后的核心坍缩超新星爆发会释放出引力波（GW）的爆发，这些爆发可能被先进的激光干涉引力波天文台（如Advanced LIGO、Advanced Virgo和LCGT）探测到。来自核心坍缩超新星的GW爆发编码了在垂死的大质量恒星核心工作的复杂多维动力学信息，并可能为大质量恒星中驱动超新星的尚未确定的机制提供直接证据。最近的多维模拟的核心坍缩超新星爆炸通过中微子，磁旋转，和声爆炸机制预测GW信号具有不同的结构在时域和频域。出于这一动机，我们描述了一个很有前途的方法，用于确定最有可能的爆炸机制的基础上的一个假设的GW信号，基于主成分分析和贝叶斯模型选择。利用模拟的AdvancedLIGO噪声，为了简单起见，假设单个探测器和线性极化波形，我们证明了我们的方法可以区分整个银河系的磁旋转爆炸（D <~ 10 kpc）和由中微子和声学机制驱动的爆炸（D <~ 2kpc）。此外，我们表明，我们可以区分旋转吸积引起的大质量白矮星的崩溃模型和旋转铁芯崩溃的高可靠性出几个千秒差距。
2012-02-23 astro-ph.HE gr-qc
Core-Collapse Supernovae, Neutrinos, and Gravitational Waves
核心坍缩超新星是最具能量的宇宙灾难之一。它们是巨大的中微子发射体，很可能是引力波的强星系源。对下一颗银河系或近河外核心坍缩超新星的中微子和引力波的观测将产生大量关于爆炸机制的信息，也会产生关于祖星的结构和角动量的信息，以及基础物理学方面的信息，如高密度和低熵下核物质的状态方程。在这篇对2012年中微子会议论文集的贡献中，我们总结了核心坍缩超新星的理论理解和建模方面的最新进展。在这方面，我们的重点是多维过程中涉及的爆炸机制，如中微子驱动的对流和常设吸积激波不稳定性。作为一个例子，如何超新星中微子可以用来探测基础物理，我们讨论了如何在探测器中观察到的电子反中微子通量的上升时间可以用来探测中微子质量层次。最后，我们列出了核心坍缩超新星的中微子和引力波特征的各个方面，并讨论了下一个星系核心坍缩超新星的中微子和引力波数据的联合分析的力量。
2012-12-18 astro-ph.HE hep-ph
The explosion mechanism of core-collapse supernovae: progress in supernova theory and experiments
核心坍缩超新星的爆炸取决于一系列事件，这些事件发生在超巨星中心几百公里的区域内，在恒星核心接近克拉塞卡质量并坍缩成原中子星之后，在冲击波穿过恒星包层之前，不到一秒钟。理解恒星死亡的理论努力集中在将坍缩转化为爆炸的机制上。在理解这一机制的进展进行审查，特别注意其不对称性。我们强调了一系列成功的研究连接观测超新星遗迹和超新星性质的核心崩溃的理论，使用数值模拟。轴对称模拟中第一原理模型的令人鼓舞的结果被3D中的新难题所调和。爆炸路径的多样性和依赖性的崩溃前恒星结构的强调，以及需要获得更好的理解流体动力学和MHD不稳定性，如SASI和中微子驱动的对流。浅水模拟的冲击动力学作为一个比较系统，浮力的影响是缺席。这个动力系统可以用数值方法研究，也可以用饮水机进行实验研究。超新星理论的这种互补的研究工具的潜力进行了分析。我们还审查其在科学博物馆的公共宣传潜力。
2015-02-06 astro-ph.HE physics.flu-dyn
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
Constraining properties of the next nearby core-collapse supernova with multi-messenger signals
随着现代中微子和引力波探测器的出现，多信使探测下一个银河系核心坍缩超新星的前景已经变得非常现实。这样的探测将深入了解核心坍缩超新星的机制，祖星的结构，并可能解决基础物理学中长期存在的问题。为了正确解释这些探测结果，需要彻底了解可能的核心坍缩超新星事件及其多信使信号的景观。我们提出了详细的预测中微子和引力波信号的恒星核心坍缩的一维模拟，跨越景观的核心坍缩的祖先从$9-120\,\mathrm{M}_{\odot}$。为了实现爆炸在1D，我们使用STIR模型，其中包括湍流和对流的影响，在1D超新星模拟的3D爆炸机制。我们研究的引力波发射的一维模拟使用的天体地震学分析的原始中子星。我们发现中微子和引力波信号与其前身星和致密天体的结构有很强的相关性。使用这些相关性，未来的中微子和引力波发射的最初几秒钟的银河系核心坍缩超新星的检测可能能够提供独立于爆炸前的成像和质量的紧凑的对象残留物前回落吸积的恒星演化的约束。
2020-05-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Exploring the Fate of Stellar Core Collapse with Supernova Relic Neutrinos
大质量恒星的核塌缩导致不同物理因素的不同命运，从而产生不同的中微子谱。我们把超新星遗迹中微子作为研究恒星坍缩命运的探针。基于不同的核状态方程，我们给出了星核坍缩后三种合成态的SRN通量和事件率谱：典型质量的中子星、更高质量的中子星或形成黑洞的失败超新星。然后，可能的SRN焊剂形成为三种组分的混合物。我们还显示了预期的灵敏度在下一代水基切伦科夫探测器，SK-Gd和超神冈，作为约束的混合分数。该研究为利用SRN测量数据提取天体物理约束提供了一个实例。
2022-09-26 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
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
Expected impact from weak reactions with light nuclei in core-collapse supernova simulations
我们研究了轻核团簇在核心坍缩超新星模拟中的作用。反应速率的表达式开发了一个大的选择带电电流的吸收和散射过程与轻团簇。在平均场水平考虑介质修改。我们探讨了可能的影响超新星动力学和中微子信号的质量吸积阶段之前，可能的爆炸开始，以及在随后的质子中子星deleptnoization爆炸开始后，已经推出。
2015-12-01 astro-ph.HE nucl-th
The Collapse and Three-Dimensional Explosion of Three-Dimensional, vis à vis One-Dimensional, Massive-star Supernova Progenitor Models
核心坍缩超新星的爆炸结果和诊断敏感地依赖于恒星祖先的性质，但迄今为止，大多数研究都只集中在一维，球对称的大质量恒星祖先。我们提出了一些第一个核心坍缩超新星模拟的三维大质量恒星超新星的祖先，一个12.5-和15-M $_{\odot}$模型，在三维演化从崩溃反弹通过爆炸与辐射流体动力学代码F{ \sc{ornax} }。我们比较使用那些从三维祖细胞的三维模拟的球对称，一维祖细胞相同的质量。我们发现，在大质量恒星演化的最后阶段，三维演化的模型更容易发生爆炸。在这些多维初始模型中产生的湍流作为种子湍流，促进激波复活。对引力波和中微子信号的探测可以揭示反弹前湍流的特征。
2022-01-12 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
Type Ia supernovae from dark matter core collapse
暗物质（DM）在白矮星中足以加热局部区域，将引发失控的聚变，点燃Ia型超新星（SN）。在一篇配套论文中，这种不稳定性被用来约束DM比$10^{16}$ GeV重，通过一个或两个单独的DM粒子与恒星介质的剧烈相互作用点燃SN。在这里，我们研究超新星的点火的形成和自我引力坍缩的DM核心含有许多DM粒子。对于非湮灭DM，这样的核心坍缩可能导致一个迷你黑洞，可以通过发射霍金辐射点燃SN，或者可能作为吸积的副产品。对于湮灭DM，核心崩溃导致增加的湮灭率，并可以通过大量的快速湮灭点燃SN。这些过程扩展了先前导出的DM的限制，低至$10^{5}$ GeV的质量。
2019-05-01 astro-ph.HE hep-ph
