Nucleosynthesis in the Innermost Ejecta of Neutrino-Drive Supernova Explosions in Two Dimensions
我们研究的核合成在最里面的，中微子处理的喷出物（几个$10^{-3}\,M_\odot$）的自洽的，两维爆炸模型的核心坍缩超新星的六个不同的初始质量的祖星。三个模型的初始质量接近超新星范围的低质量端，$8.8\,M_\odot$（e8.8;电子捕获超新星），$9.6\,M_\odot$（z9.6）和$8.1\,M_\odot$（u8.1），初始金属丰度分别为太阳金属丰度的1，0和$10^{-4}$倍。另外三个是太阳金属丰度模型，初始质量分别为$11.2\,M_\odot$（s11）、$15\,M_\odot$（s15）和$27\,M_\odot$（s27）。低质量模型e8.8、z9.6和u8.1对于从Zn到Zr的轻反式铁元素表现出100- 200的高生产因子（相对于太阳的核合成丰度）。这与这些模型中富含中子的物质的明显喷射有关。值得注意的是，祖细胞e8.8和z9.6的核合成结果几乎是相同的，包括有趣的$^{48}$ Ca和$^{60}$ Fe的产生，而不管它们在坍缩之前的核（O-Ne-Mg和Fe）是完全不同的。在质量更大的模型s11、s15和s27中，产生了几种轻反式铁元素的富质子同位素，包括$p$同位素$^{92}$ Mo（s27），其生产因子高达$\sim$ 30。因此，低质量端附近的电子捕获和核心坍缩超新星都可能是银河系轻反式铁元素（从Zn到Zr）的主要贡献者，可能还有$^{…
2017-11-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Fast neutrino flavor conversion, ejecta properties, and nucleosynthesis in newly-formed hypermassive remnants of neutron-star mergers
在两颗中子星并合过程中所释放的中微子会影响流出喷出物的动力学和重元素的核合成。在这项工作中，我们分析的中微子发射特性和条件导致的味道不稳定性的增长合并残留物组成的超大质量中子星和吸积盘在合并后的第一个10毫秒。分析是基于流体动力学模拟，其中包括通过“改进的泄漏平衡吸收计划”（ILEAS）的中微子发射和吸收效应的建模。我们还研究了核合成的重元素通过快速中子捕获过程（r-过程）内的材料在此阶段期间喷出。从合并残余物的$\barν_e$超过$ν_e$的主导发射导致中微子的快速成对味道转换的发生的有利条件，独立于所选择的状态方程或二进制的质量比。核合成结果是非常稳健的，范围从第一个到第三个r-过程峰。特别是，超过$10^{-5}$ $M_\odot$的锶在这些早期喷出物中产生，这可能是GW 170817千诺瓦观测的原因。我们发现，含有自由中子的喷出物的量后，$r$过程冻结，这可能是权力的早期紫外线发射，减少了约10倍时，模拟不包括弱相互作用。最后，所有中微子味之间的潜在味均分主要是发现影响核合成的结果在极性喷出物内$\lesssim 30^\circ$，通过改变产生的铁峰和第一峰核的量，但它不改变其中的镧系元素的质量分数。
2020-11-13 astro-ph.HE
PUSHing Core-Collapse Supernovae to Explosions in Spherical Symmetry III: Nucleosynthesis Yields
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），可以再现各种爆炸前模型的核心坍缩超新星的许多特征。该方法是基于中微子驱动的机制，遵循崩溃，反弹和爆炸。我们的核合成预测模型有两个关键方面。首先，质量削减和爆炸能量同时出现在模拟中（确定每个恒星模型的铁族喷出物的数量）。第二，中微子和物质之间的相互作用被一致地包括在内（设置最里面的喷射物的电子分数）。在本文中，我们使用Ebinger等人（2018）成功的爆炸模型，其中包括两套太阳金属丰度的爆炸前模型，组合质量在10.8和120 M $_{\odot}$之间。我们进行系统的核合成研究，并预测详细的同位素产量。由此产生的$^{56}$镍喷出物是在总体上与正常的核心坍缩超新星的观测值。铁组产额也与贫金属恒星HD84937的丰度一致。我们还提出了一个比较我们的结果与观测趋势的α元素铁的比例。
2018-12-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Tracing the ejecta from cosmic nucleosynthesis
本研究利用长寿命放射性核素（尤其是26Al）衰变产生的伽马射线追踪宇宙核合成抛射物，揭示大质量恒星周围kpc尺度空腔及物质再循环的双重途径。
2024-01-21 astro-ph.GA astro-ph.HE
Impact of in situ nuclear networks and atomic opacities on neutron star merger ejecta dynamics, nucleosynthesis, and kilonovae
Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；Università di Trento（特伦托大学）；INFN-TIFPA, Trento Institute for Fundamental Physics and Applications（意大利国家核物理研究所-特伦托基础物理与应用研究所）；Los Alamos National Laboratory（洛斯阿拉莫斯国家实验室）
研究中性核网络和原子不透明度对中子星并合喷流动力学、核合成及千新星的影响，通过辐射-流体动力学模拟探讨核燃烧和原子不透明度的不同处理方式。
2026-04-01 astro-ph.HE
The unreasonable weakness of r-process cosmic rays in the neutron-star-merger nucleosynthesis scenario
结合观测到的r过程元素的宇宙射线和中子星合并喷出物的速度远高于超新星喷出物的速度这一事实，我们得出了一个强有力的结论，或者（1）在中子星合并喷出物中的反向激波是一个非常低效的加速器，它将不到0.003%的喷出物动能转化为宇宙射线能量，或者（2）中子星合并不是银河r过程元素的起源。我们还发现，对于观测到的比铁轻的宇宙射线，超新星喷出物的反向激波，加速效率应小于0.1%。
2016-08-31 astro-ph.HE nucl-th
Signatures of hypermassive neutron star lifetimes on r-process nucleosynthesis in the disk ejecta from neutron star mergers
我们研究了中子星合并过程中吸积盘喷出的风中重元素的核合成。本文计算了变寿命超大质量中子星（HMNS）遗迹盘流出流中元素的形成过程，考虑了角动量输运对盘演化的影响。我们采用长期的轴对称流体动力学磁盘模拟模拟的喷出物，并计算r-过程核合成与示踪粒子使用的核反应网络包含$\sim 8000$物种。我们发现，以前已知的HMNS的寿命，喷射质量和平均电子分数之间的强相关性的流出直接关系到磁盘上的中微子照射量，它占主导地位的质量喷射在早期的中微子驱动的风的形式。镧系元素和锕系元素的生产在短的HMNS寿命（$\lesssim 10$ ms）时饱和，额外的喷出物有助于形成蓝色光学千诺瓦组分，用于寿命较长的HMNS。我们发现从磁盘流出单独和太阳r-过程分布的丰度只有很短的HMNS寿命（$\lesssim 10$毫秒）之间的协议。对于较长的寿命，稀土和第三r过程的峰值显着不足相比，太阳的图案，需要额外的贡献，从动态喷出物。来自旋转黑洞（BH）的核合成信号只能与中等寿命（$\lesssim 60$ ms）的HMNS重叠。最后，我们表明，角动量输运不仅有助于后期流出的组件，但它也提高了中微子驱动的组件移动材料的引力势的较浅的区域，除了提供额外的加热。
2017-09-22 astro-ph.HE
Nucleosynthesis of an $11.8\,M_\odot$ Supernova with 3D Simulation of the Inner Ejecta: Overall Yields and Implications for Short-Lived Radionuclides in the Early Solar System
基于一个具有初始太阳成分的$11.8\,M_\odot$祖先模型的三维超新星模拟，我们利用覆盖在喷出物最内层$0.1\,M_\odot$上的示踪剂研究了核合成过程。这些喷出物大多富含质子，并提供大量的$^{45}$ Sc和$^{64}$ Zn。较重同位素的产生对电子分数很敏感，因此对原中子星的中微子发射也很敏感。由于模拟中使用了近似的中微子输运，这些同位素的产额相当不确定。为了获得整个超新星的总产量，我们结合的结果，从示踪剂与外层从一个合适的一维模型。使用短寿命放射性核素（SLR）的产量，我们探讨的可能性，一个$11.8\,M_\odot$超新星可能引发了太阳系的形成，并提供了一些在陨石中测量的SLR。特别是，我们讨论了两个新的情况下，可以占至少$^{41}$钙，$^{53}$锰，和$^{60}$铁的数据，而不超过其他单反相机。
2020-12-18 astro-ph.HE
The impact of asymmetric neutrino emissions on nucleosynthesis in core-collapse supernovae
研究了中微子驱动的核心坍缩超新星（CCSNe）中不对称中微子辐射对爆炸性核合成的影响。我们发现，不对称的排放往往会产生大量的质子丰富的喷出物（电子分数，$Y_e > 0.51$）在较高的$ν_{\rm e}$排放的半球，而富中子物质（$Y_e < 0.49$）在较高的${\bar ν}_{\rm e}$排放的相对半球喷射。对于$\ge 30\%$较大的不对称情况，富含中子的喷出物大量产生，其中有太多的元素比锌相比，太阳丰度。这可能是CCSNe中不对称中微子发射的上限。元素分布的特征也被观察到：（1）丰度轻于钙是不敏感的非对称中微子发射：（2）生产的锌和锗是更大的富中子的喷出物，即使是较小的不对称情况下，$\le 10\%$。我们讨论了这些观测结果，这些结果可能解释超新星遗迹（SNRs）中重元素和中子星踢的不对称性之间的（反）相关性。未来对$α$元素Fe、Zn和Ge的质量和空间分布的直接测量的SNR观测将为我们提供关于中微子发射不对称程度的信息。
2019-07-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Nucleosynthesis in the fast ejecta of a neutron star merger
University of Hamburg（汉堡大学）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Universitat de València（瓦伦西亚大学）；University of Basel（巴塞尔大学）；GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research（重离子研究所）
研究中子星合并快速抛射物中核合成的三个通道，发现自由中子在r过程冻结后仍能存活，其β衰变主导加热率，产生显著的蓝前导光变，可能被ULTRASAT观测到。
2026-05-15 astro-ph.HE
The Influence of Neutrinos on r-Process Nucleosynthesis in the Ejecta of Black Hole-Neutron Star Mergers
在黑洞和中子星合并的过程中，重子质量可以从系统中释放出来。由于喷射出的物质是非常富含中子的，当物质膨胀和冷却时，r过程会迅速合成重核素。在这项工作中，我们将广义相对论模型的黑洞-中子星（BHNS）合并到牛顿光滑粒子流体动力学（SPH）代码，并遵循演化的热力学和形态的喷出物，直到流出成为同源。我们调查如何后续的演变取决于我们的映射过程，并发现结果是强大的。利用SPH粒子的热力学历史，我们计算了这些流出物中预期的核合成，同时改变来自合并后吸积盘的中微子辐射水平。我们发现，即使是不切实际的高中微子光度，由于流出的快速速度，喷出的材料强烈地产生r-过程核合成。尽管如此，我们发现中微子可以对r-过程核合成的详细模式产生影响。电子中微子被中子俘获产生质子，而中子俘获发生。产生的质子迅速形成r过程的低质量种子核。这些低质量的晶种最终被并入A~78处的第一r过程峰，主要产生Ge和Se。我们详细考虑了这一过程的机制，并讨论了它是否会影响第一峰r过程核的星系化学演化。
2017-04-06 astro-ph.HE
Progenitors and Explosion Properties of Supernova Remnants Hosting Central Compact Objects: II. A Global Systematic Study with a Comparison to Nucleosynthesis Models
本研究针对含中心致密天体的超新星遗迹开展系统分析，结合X射线观测数据与核合成模型对比，发现常用爆炸模型无法匹配抛射物产额，揭示其前身星多为低质量大质量恒星、爆炸能量较低，指出需完善理论模型并发展下一代X射线观测。
2023-08-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Nucleosynthesis constraints through $γ$-ray line measurements from classical novae
经典新星是银河系中最常见的瞬时事件之一，也是正在进行的核合成的关键因素。尽管它们的数量很大，但从未在软$γ$射线发射中观察到它们。对它们的$γ$射线特征的测量将提供对爆炸机制以及核合成产物的深入了解。我们的目标是通过在478和1275千电子伏的$γ$射线线发射来约束来自经典新星的$\mathrm{^7Be}$和$\mathrm{^{22}Na}$的喷出物质量。我们提取后验分布的线通量从档案数据的INTEGRAL/SPI光谱仪望远镜。然后，我们使用贝叶斯层次模型连接个别对象和扩散排放和推断喷出物质量从整个人口的经典新星在银河系。个别新星太暗，无法在软$γ$射线中探测到，其通量和喷出物质量的不确定性的上限涵盖了几个数量级。在我们的分层模型的框架内，我们可以，不过，推断严格的上限$\mathrm{^{22}Na}$喷出物的质量，考虑到所有的不确定性，从个别对象以及扩散发射，$<2.0 \times 10^{-7}\,\mathrm{M_{\odot}}$（99.85百分位）。在ONe核合成的背景下，$\mathrm{^{22}Na}$边界与理论预期一致，并且排除了大多数ONe新星发生在质量约为$1.35\,\mathrm{M_{\odot}}$的白矮星上。来自$\mathrm{^{7}Be}$的上限没有提供信息。从$\mathrm{^{22}Na}$及其$β^+$衰变的组合喷出物质量估计…
2021-04-01 astro-ph.HE
Impact of nuclear matter properties on the nucleosynthesis and the kilonova from binary neutron star merger ejecta
本文通过改变Skyrme EOS的核性质参数并模拟BNS并合，结合反应网络与半解析千新星模型，发现抛射物产额和光变曲线受EOS显著影响但存在强简并，难以据此可靠约束核物质性质。
2024-06-05 astro-ph.HE
GRMHD simulations of neutron-star mergers with weak interactions: r-process nucleosynthesis and electromagnetic signatures of dynamical ejecta
双中子星（BNS）系统合并过程中在$<10$ ms上动态喷射的快速物质可以产生系统引力波发射的独特电磁对应物，可以作为区分BNS和NS黑洞合并的“吸烟枪”。我们提出了新的从头计算模型的基础上的三维广义相对论磁流体动力学模拟的BNS合并与列表，成分依赖，有限温度状态方程（EOSs），弱相互作用，近似中微子输运的相关kilonova前体和kilonova余辉。我们分析了1.35-1.35Msun二进制，典型的银河系双NS系统和第一次观察到的BNS合并GW 170817的属性相一致的动态质量喷射，使用三个核EOSs，跨越允许的紧凑性范围。核反应网络计算产生了一个强大的第二至第三峰r过程。我们发现几个1 e-6 Msun的快速（$v>0.6$ c）喷出物，引起宽带同步辐射的时间尺度上的~yr，与最近的初步证据过量的X射线/无线电发射后，GW 170817。我们发现2 e-5 Msun的自由中子在<h的时间尺度上为千诺瓦前驱体提供动力。由于先前被忽视的相对论效应，早期的紫外/光学亮度增加了几倍，合并后10小时内有明显的增强，为未来使用紫外/光学望远镜（如雨燕或ULTRASAT）探测到250 Mpc提供了有希望的前景。我们发现，最近预测的不透明度提高由于高度电离的镧系元素在~ 70000 K是不太可能影响早期kilonova光曲线的基础上得到的喷出物结构。方位角的不均匀性，在动态喷出物组成的软…
2023-03-22 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Explosive nucleosynthesis of ultra-stripped Type Ic supernovae: application to light trans-iron elements
研究了由1.45和1.5 M $_\odot$ CO星演化的超剥离Ic型超新星在中微子驱动的二维爆炸过程中的爆炸核合成。这些超新星以$\sim 10^{50}$ erg的爆炸能量爆炸并释放出$\sim 0.1$ M $_\odot$喷出物。轻的反式铁元素Ga-Zr在中微子辐照的喷出物中产生。这些元素的丰度分布有很大的不确定性，因为中微子照射的喷出物的电子分数的不确定性。元素的产率将小于0.01 M $_\odot$。由轻CO核演化而来的超剥离超新星和核塌缩超新星可能是轻反式铁元素的主要来源。它们也能产生富中子核$^{48}$ Ca。超剥离超新星喷出$^{56}$ Ni，$\sim$为0.006 - 0.01 M $_\odot$。如果大部分中微子辐照的喷出物是富质子的，则会产生更多的$^{56}$ Ni。这些超新星的光变曲线表明它们是一种亚发光的快速衰变爆炸，峰值量级约为$-15$ - $-16$。未来对超剥离超新星的观测可能会对一类中子星合并的事件率产生限制。
2017-07-10 astro-ph.HE
R-process Nucleosynthesis of Subminimal Neutron Star Explosions
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；SUNY Polytechnic Institute（纽约州立大学理工学院）
本文通过耦合牛顿流体动力学与约4500种同位素的核反应网络，研究亚最小质量中子星爆炸的核合成过程，发现其抛射物中能稳健实现r过程核合成，并产生镧系元素和重元素，表明此类爆炸可能是太阳系化学元素的重要来源。
2025-10-28 astro-ph.HE
Nucleosynthesis in 2D Core-Collapse Supernovae of 11.2 and 17.0 M$_{\odot}$ Progenitors: Implications for Mo and Ru Production
核心坍缩超新星是银河系历史上第一个重元素污染源。因此，重要的是研究其喷出物的核组成，并了解它们对祖细胞结构的依赖性（例如，质量、致密性、金属性）。在这里，我们提出了一个详细的核合成研究的基础上，两个长期的，二维的核心坍缩超新星模拟的11.2 M的$_{\odot}$和17.0 M的$_{\odot}$星。我们发现，在这两种模型中，核远远超出了铁组（高达$Z \approx 44$）可以产生，并详细讨论了p核$^{92,94}$ Mo和$^{96,98}$ Ru的核合成。虽然我们在两个模拟中观察到在稍微富中子的条件下产生$^{92}$ Mo和$^{94}$ Mo，但$^{96,98}$ Ru只能通过$ν$ p过程有效地产生。此外，在$ν$ p-过程中Ru的产生在很大程度上取决于喷出物中非常富含质子的材料的存在。当比较这些同位素在太阳系和太阳前颗粒中的丰度比时，这种生产机制的解开产生了有趣的后果。
2017-08-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Element formation in radiation-hydrodynamics simulations of kilonovae
本文首次在二维逐射线辐射流体力学模拟中在线耦合核反应网络，研究双中子星并合抛射物的r过程核合成，揭示忽略辐射流体力学演化会导致元素丰度偏差高达一个数量级，并证明在线核网络可提高千新星预测可靠性。
2024-10-03 astro-ph.HE
R-process Nucleosynthesis during the Magnetohydrodynamics Explosions of a Massive Star
本文研究了在13个太阳质量的大质量恒星中，在中微子的诱导作用下，超新星磁流体动力学爆发过程中r过程的可能性。我们采用了五种初始模型，其中包括旋转和磁场的环向分量的属性。爆炸后的模拟仅限于集中磁场和强差动旋转。低浓度的$Y_{e}$喷出物产生重元素，可再现第三峰。然而，第二个峰很低，因为作为半径的函数的$Y_{e}$分布很陡，并且对应于中间$Y_{e}$的喷出物很少。
2012-04-07 astro-ph.HE
Dynamics, nucleosynthesis, and kilonova signature of black hole - neutron star merger ejecta
我们通过模拟在潮汐尾和盘风中物质的形成和相互作用来研究黑洞-中子星合并的喷出物。流出物富含中子，产生由$r$过程元素（千诺瓦）的放射性衰变提供动力的光学/红外发射。在这里，我们执行一个端到端的研究这种现象，我们从一个完全相对论合并模拟的输出，计算合并后的流体动力学演化的喷出物和磁盘风，包括中微子物理，确定最终的核合成产量使用后处理核反应网络计算，并计算kilonova发射与辐射转移代码。我们研究的尾盘质量比的影响，通过缩放尾密度。一个较大的初始尾部质量会导致后退物质混合到磁盘中，并在随后的磁盘风中喷出。相对于没有动态喷出物的盘的情况，组合流出具有较低的平均电子分数，更快的速度，更大的总质量，和更大的绝对质量的高不透明度镧系元素或锕系元素。在大多数情况下，核合成产率主要由潮汐尾未结合部分的重$r$过程贡献决定。然而，当动态喷出物的总质量与盘流出物的质量相当时，可以获得类似太阳的丰度分布。kilonova的特征持续时间为1周，光度为~ $10^{41}$ erg/s，方位效应导致亮度变化的因子为~2。在早期（< 1天），发射包括来自（热）富镧系元素材料的光学成分，但此后光谱迅速演变为红外线。
2017-06-23 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Neutrino-driven winds in the aftermath of a neutron star merger: nucleosynthesis and electromagnetic transients
我们提出了一个全面的核合成研究的中微子驱动的风后，一个双中子星合并。我们的重点是初始残余阶段时，一个大质量的中央中子星是存在的。使用示踪剂从最近的流体动力学模拟，我们确定总质量和综合丰度来表征未结合物质的组成。我们发现核合成产额敏感地依赖于大质量中子星的寿命和极角。超过$9 \cdot 10^{-3} M_\odot$的物质变为未结合状态，直至达到$\sim 200~{\rm ms}$。由于$Y_{\rm e} \approx 0.2 - 0.4$的电子分数，主要合成质量数为$A < 130$的原子核，补充了早期动态喷出物的产量。这两种类型的喷出物的混合场景可以解释丰富的r-过程贫金属星的丰度模式。此外，我们还计算了新产生的放射性同位素衰变的加热速率。在约$4~{\rm h}$之后，得到的光变曲线在蓝色带中达到峰值。此外，由于在动态喷出物中的重r-过程核的高不透明度导致在$3-4~{\rm d}$之后的红外中的第二个峰。
2015-09-24 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Nuclear physics uncertainties in neutrino-driven, neutron-rich supernova ejecta
核心坍缩超新星（CCSNe）中的中子驱动喷出物提供了一个有趣的天体物理场景，其中Sr和Ag之间的较轻的重元素可以合成。以前的研究强调了（$α,n$）反应在这些元素的产生中所起的重要作用，特别是在富中子和富α环境中。本文研究了在不同天体物理条件下元素丰度对特定（$α,n$）反应速率不确定度的敏感性。在蒙特卡洛核合成研究超过36个代表性的天体物理风条件下，我们已经确定了最重要的反应的基础上，他们对最终元素丰度的影响。对这些反应的实验研究将减少核合成的不确定性，并有可能利用观测来了解较轻重元素的起源及其形成的天体物理条件。
2020-01-07 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Impact of Neutrino Flavor Conversions on Neutron Star Merger Dynamics, Ejecta, Nucleosynthesis, and Multi-Messenger Signals
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of Tennessee Knoxville（田纳西大学诺克斯维尔分校）；Università di Trento（特伦托大学）；INFN-TIFPA, Trento Institute for Fundamental Physics and Applications（意大利国家核物理研究所-特伦托基础物理与应用研究所）
本研究探讨中微子味转换对中子星并合过程、喷流、核合成及多信使信号的影响，发现其能显著增加中子富集喷流和r过程产率，并揭示味转换与引力波辐射的关联。
2026-01-12 astro-ph.HE gr-qc
Explosive nucleosynthesis in the neutrino-driven aspherical supernova explosion of a non-rotating 15$M_{\odot}$ star with solar metallicity
我们调查爆炸性核合成在非旋转的15 $M_\odot$恒星与太阳的金属爆炸中微子加热超新星（SN）机制的辅助下，两个常设吸积激波不稳定性（SASI）和对流。为了在我们的二维流体动力学模拟中触发爆炸，我们用一个简单的灯泡方案近似中微子输运，并系统地改变从质子中子星发射的中微子通量。通过后处理计算，我们评估了质量数为$\le 70$的核的SN喷出物的丰度和质量，采用大型核反应网络。非球形的丰度分布，这是观察到在附近的核心塌陷SN残留物，得到的非旋转球对称的祖，由于低模式SASI的增长。对于质量在前坍缩核内部区域（$\le 10,000\km$）的喷出物的$(0.4-0.5) \Ms$范围内的模型，超新星喷出物的绝对分布与太阳系的绝对分布相似。对于这些模型，爆炸能量和\nuc{Ni}{56}质量分别为$ \simeq 10^{51} \rm erg$和$(0.05-0.06) \Ms$，它们估计的中子星重子质量与中子星双星中观测到的质量相当。这些发现可能没有什么不确定性，因为大多数喷出物是由通过冲击波加热的物质组成的，并且具有相对确定的丰度。在天鹅座环中观察到的Ne、Mg、Si和Fe的丰度比与来自$15\Ms$祖先内部区域的SN喷出物很好地再现。
2011-06-14 astro-ph.HE
Astrophysical Rates for Explosive Nucleosynthesis: Stellar and Laboratory Rates for Exotic Nuclei
恒星的影响和反应机制与预测天体物理反应速率远离稳定性的选择概述。
2009-11-02 astro-ph.HE astro-ph.IM nucl-th
r-Process Nucleosynthesis and Radioactively Powered Transients from Magnetar Giant Flares
本文提出磁星巨耀发是r-过程核合成的新场所，通过核反应网络计算和半解析光变曲线模型，预测其抛射物可合成第三峰r-核素并产生峰值光度约10^39–10^40 erg/s、时标约10–15分钟的紫外/光学暂现源，且因延迟时间短而可能富集最早恒星。
2025-07-01 astro-ph.HE
The imprint of individual neutron star spins on ejecta, $r$-process nucleosynthesis, and kilonovae in binary neutron star mergers
University of Southampton（南安普顿大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of British Columbia（不列颠哥伦比亚大学）；University of Illinois（伊利诺伊大学）；University of Edinburgh（爱丁堡大学）
本文研究双中子星并合中单个自旋对抛射物、r-过程核合成及千新星的效应，发现其可通过电磁信号打破引力波中自旋简并，对千新星观测有重要意义。
2026-11-03 astro-ph.HE gr-qc
Nucleosynthesis in magneto-rotational supernovae
我们提出的核合成的磁旋转超新星（MR-SNe），包括中微子驱动和磁旋转驱动的喷出物的基础上，第一次，精确的中微子输运的二维模拟。这里分析的模型具有不同的旋转和磁场，使我们能够探索这两个关键因素的影响。精确的中微子输运的模拟是至关重要的，以分析轻微的富含中子和质子的喷出物，类似于，也中微子驱动，喷出物在标准超新星。在强磁场模型中，r过程产生重元素，直到第三个r过程峰（$A\sim 195$），与以前的工作一致。这个模型提出了一个类似于射流的爆炸，富含质子的射流被富含中子的物质包围，在那里发生r过程。我们已经估计出$^{56}$ Ni的下限为$2.5\times10^{-2} M_\odot$，这仍然远低于预期的超新星值。更长的模拟，包括吸积盘的演变，需要得到一个最终的预测。此外，我们还发现，在弱磁场模型中，后期的演化是关键的，在弱磁场模型中，后期喷射的富中子物质产生的元素达到第二个r-过程峰。即使我们还不能为超新星核合成提供结论，我们的结果与超新星遗迹中的老恒星和放射性同位素的观测结果一致。这使得MR-SNe成为中子星合并中合成重元素的一个很好的补充方案，并使我们更接近于了解它们的起源和MR-SNe在早期星系核合成中的作用。
2021-01-20 astro-ph.HE
Production of 44Ti and iron-group nuclei in the ejecta of 3D neutrino-driven supernovae
该研究首次基于三维中微子驱动超新星模拟，发现44Ti产额较一维模型显著增强，并揭示长时间演化及非单调温密历史是关键，同时识别出富质子喷出物中45Sc和64Zn的高产特征。
2023-10-17 astro-ph.HE
Proton-rich nucleosynthesis and nuclear physics
虽然爆炸性核合成的详细条件是从天体物理模型中推导出来的，但核物理决定了丰度产额的基本模式，而不仅仅是平衡过程。专注于nu-p-和伽马过程，一般核合成功能的天体物理模型的范围内，但（大多）独立的细节建模，提出。剩余的不确定性，由于不确定的Q值和反应速率进行了讨论。
2013-04-03 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Imprints of neutrino-pair flavor conversions on nucleosynthesis in ejecta from neutron-star merger remnants
中子星合并后的残余物中含有大量的中微子。采用流体动力学模拟的方法，研究了中心为$3\ M_\odot$黑洞、无量纲自旋参数$0.8$和吸积环$0.3\ M_\odot$的中子星合并残留物的中微子发射特性.最初，$\barν_e$的局部数密度大于残留物上方任何地方的$ν_e$。然后，当环面接近自我调节平衡时，中微子的局部丰度超过了极地周围漏斗中的反中微子丰度。随着时间的推移，可以发生快速成对风味转换的区域相应地缩小。尽管如此，我们发现快速的味道转换确实影响了大多数中微子驱动的喷出物。假设快速风味转换导致风味平衡，发现具有质量数$A>130$的核的显著增强以及镧系元素质量分数的变化超过一千倍。我们的研究结果暗示了中微子味振荡对预测kilonova（macronova）光变曲线的潜在相关作用，并激励了在这个方向上的进一步工作。
2017-12-31 astro-ph.HE hep-ph nucl-th
Magnetic field effects on nucleosynthesis and kilonovae from neutron star merger remnants
本文研究了超大质量中子星（HMNS）的参数化磁场配置对电磁（EM）观测值的影响，特别是对Kilonova光变曲线和核合成产额的影响。我们进行了三维（3D）动态时空广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟，包括中微子泄漏方案、微物理有限温度状态方程（EOS）和初始极向磁场。我们发现，不同的磁场强度和衰减的影响形成磁化风或温和的相对论射流，这反过来又有深远的影响的外流性质。所有的演化配置崩溃到一个黑洞（BH）$\sim 21-23$ ms后开始的模拟，但是，那些形成喷流可能是相当有效地传输角动量的系统，导致在早期的崩溃时间。较大的质量喷射率和径向速度的未结合的材料破坏系统，形成射流。在不同的磁场参数下，Kilonovae和$r$过程产额的辐射热光变曲线有很大的变化。我们的结论是，磁场强度和衰减的外流性质和电磁可观测量具有强大的影响。这可能是特别重要的，因为我们的模拟（$\simeq 10^{-3}\;M_{\odot}$）的总喷出物质量使HMNS的喷出物通过$r$ -过程元素的放射性衰变成为kilonova的动力来源。
2022-08-10 astro-ph.HE
Fission and the r-process nucleosynthesis of translead nuclei in neutron star mergers
我们研究了中子星合并中r-过程核合成过程中裂变对超铅核的产生和破坏的影响。使用三套恒星反应速率，其中之一是基于微观和一致的计算核质量，裂变势垒和集体惯性，获得不同的喷出物条件下的abbendum模式和核能生产率。我们表明，裂变材料在r过程中的积累可以强烈影响后的r过程冻结的自由中子丰度。这会对经历$α$衰变或自发裂变的重核丰度产生重大影响，影响喷出物在与千诺瓦发射相关的时间尺度上产生的放射性能量。
2020-10-09 astro-ph.HE nucl-th
Galactic Population Synthesis of Radioactive Nucleosynthesis Ejecta
本文开发了星系尺度的大质量恒星群人口合成代码，通过结合恒星演化与超新星爆炸等参数，成功再现了INTEGRAL/SPI观测的放射性核素分布，推断出银河系恒星形成率与超新星发生率，并指出可能存在超气泡合并及未知前景辐射。
2023-01-24 astro-ph.GA astro-ph.HE
The first direct double neutron star merger detection: implications for cosmic nucleosynthesis
几十年来，天体物理学上的r-过程地点一直是一个谜，大约一半比铁重的元素都是在那里产生的。在这里，我们讨论的作用，中子星合并（NSMs）在光的第一次直接检测到这样的事件在引力波（GW）和电磁波（EM）。我们分析了第一次检测到的双中子星合并的测辐射热和近红外光变曲线，并将其与基于核反应网络的macronova模型进行了比较。的热光度曲线的斜率是一致的放射性衰变的中子星喷出物与$Y_e \lesssim 0.3$（但不是更大），这提供了强有力的证据r-过程的电磁辐射的起源。这特别排除了“镍风”作为排放的主要来源。我们发现，近红外光曲线可以很好地拟合或没有镧系元素丰富的喷出物。我们对喷出物质量的限制以及估计的速率直接证实了早期纯理论或间接观测的结论，即双中子星合并确实是宇宙核合成的主要场所。如果喷出物的质量是{ \em典型的}，NSM可以很容易地产生{ \em all}估计的银河r-过程物质，并且-取决于实际速率-可能更多。这可能是一个暗示，事件喷射了特别大量的质量，可能是由于组件质量之间的实质性差异。这将与从GW观测中获得的质量极限相一致。最近的观测结果表明，NSM负责广泛的r-过程核，它们至少是宇宙中主要的，但可能是占主导地位的r-过程。
2018-04-04 astro-ph.HE
Comprehensive study of mass ejection and nucleosynthesis in binary neutron star mergers leaving short-lived massive neutron stars
利用广义相对论流体力学模拟方法，在近似中微子辐射输运的条件下，研究了大质量中子星在合并开始后$\lesssim 20$ ms内坍缩成黑洞的情况下，在动力学阶段和合并后阶段喷出物的性质.在三维模拟中的动态质量喷射进行了研究。以三维并合后系统为初始条件，采用二维轴对称粘性数值模拟方法研究了并合后物质抛射。我们发现，典型的中子丰富度的动态喷出物是更高的合并更不对称的二进制文件，因此，较重的$r$过程核占主导地位的合成。合并后的喷出物被证明只有一个温和的中子丰富度，这导致在生产较轻的$r$过程的核，无论二进制的质量比。由于较大的磁盘质量，合并后喷出物的质量是更大的不对称的二进制合并。因此，合并后的喷出物可以补偿生产不足的较轻的$r$ -过程核的不对称合并的情况下。因此，通过总结两个喷出物的成分，太阳残留的$r$ -过程的图案是复制的平均偏差的一个因素为三，无论二进制的质量比。我们的研究结果还表明，在$r$过程增强的恒星中观察到的（大约是几个因子）轻重丰度散射可以归因于双星质量比和总质量的变化。我们的结果与致密中子星双星的质量分布和磁星的短伽马射线暴的情况下的影响进行了讨论。
2022-10-18 astro-ph.HE gr-qc
$r$-process Nucleosynthesis and Kilonovae from Hypermassive Neutron Star Remnants
基于对超大质量中子星（HMNS）残骸的三维广义相对论磁流体动力学（GRMHD）模拟，研究了由双中子星（BNS）合并引起的$r$过程核合成和千诺瓦辐射.模拟包括一个微物理有限温度状态方程（EOS）和中微子发射和吸收的影响，通过泄漏计划。我们使用拉格朗日示踪粒子跟踪喷出物的热力学性质，并使用核反应网络$\texttt{SkyNet}$确定其组成。我们调查的影响，中微子上的核合成产率通过改变中微子光度在后处理过程中。喷出物的电子分数$Y_e$显示出广泛的分布，峰值在$\sim$ 0.25-0.4之间，这取决于所采用的中微子光度。我们发现，由此产生的$r$过程的丰度模式不同于太阳能，没有显着的生产材料超出第二个$r$过程峰值时，使用光度记录的示踪粒子。我们还映射的HMNS流出的辐射流体动力学代码$\texttt{SNEC}$和预测的辐射光度的演变，以及宽带光变曲线的千诺瓦。辐射热光变曲线在一天的时间尺度上达到峰值，最亮的辐射出现在红外波段。这是第一次直接计算的$r$过程产量和kilonova信号预期从HMNS风的基础上三维GRMHD模拟。对于寿命较长的残留物，这些风可能是产生千诺瓦排放的主要喷出物成分。
2021-12-01 astro-ph.HE
The impact of mass uncertainties on the r-process nucleosynthesis in neutron star mergers
本研究探讨核质量预测中的模型与参数不确定性对中子星并合中r-过程核合成及抛射物成分的影响，发现两者显著影响重元素产生，核模型改进对降低预测不确定性至关重要。
2025-01-07 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Steady-state nucleosynthesis throughout the Galaxy
对核合成产生的特征伽马射线谱线进行测量和天体物理学解释是INTEGRAL飞行任务，特别是其光谱仪SPI的突出科学目标之一。从26铝和60铁衰变线的排放来源于积累的喷出物的核合成源，并出现扩散的性质。26 Al和60 Fe被认为主要来自大质量星团。伽马射线观测打开了一扇有趣的窗口，可以追踪核合成喷出物的命运和流动，在它们离开直接来源和它们的诞生地之后，以及在它们与周围星际气体混合的路径上。INTEGRAL 26 Al发射图像证实了早期发现的团块和整个银河系平面的范围，支持其起源于恒星群。积分光谱学解决了这条线，并发现了多普勒加宽和大规模星系旋转的系统位移。但是~200 km/s的额外速度表明，26 Al优先在螺旋臂之间向前延伸的大型超级气泡内衰变。附近猎户座和波江座超级气泡的26 Al线发射的检测支持了这一解释。来自26 Al和其他核合成喷出物的β +衰变的正电子被发现不能解释INTEGRAL测量到的511 keV正电子湮灭γ射线的形态。INTEGRAL测量的60 Fe信号是弥散的，但对于成像解释来说太弱，排除了点状/集中源的起源。60 Fe/26 Al比率被限制在0.2-0.4的范围内。除了提高这些结果的精度，来自新星（通过22 Na放射性）和来自我们银河系过去中子星合并（来自r过程放射性）的扩散核合成贡献是剩余任务扩展的令人兴奋的新前景。
2020-11-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
ALMA spectral survey of Supernova 1987A --- molecular inventory, chemistry, dynamics and explosive nucleosynthesis
本文报道了超新星1987 A在毫米波段的首次分子谱线测量。在ALMA 210- 300和340- 360 GHz谱中，我们探测到冷（20- 170 K）CO、28 SiO、HCO+和SO，还有来自喷出物的较弱的29 SiO谱线。这是首次在年轻超新星遗迹中发现HCO+和SO。我们发现在J=6- 5和5- 4 SiO线剖面中有一个倾角，这表明喷出物的形态可能是拉长的。CO和SiO线轮廓的差异与流体动力学模拟一致，流体动力学模拟表明瑞利-泰勒不稳定性导致气体混合，较重的元素受到更大的干扰，使结构更加细长。我们得到的同位素比值为28 SiO/29 SiO>13，28 SiO/30 SiO>14，12 CO/13 CO>21，最可能的极限为28 SiO/29 SiO>128，28 SiO/30 SiO>189。SN 1987 A的低29 Si和30 Si丰度与核合成模型一致，该模型表明在低金属丰度环境中，如大麦云云，富中子同位素的形成效率低下。推断出的HCO+的大质量（~ 5x 10 ^-6 Msun）和SiS的小质量（<6x 10 ^-5 Msun）可能是爆炸后元素立即混合的结果。这种混合可能导致一些氢从包层沉入富碳和富氧区域，从而形成大量的HCO+。氧原子可能已经渗透到硅和硫区，抑制了SiS的形成。我们的ALMA观测打开了一个新的窗口，研究化学，动力学和爆炸核合成超新星。
2017-04-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
Nucleosynthesis of 56Ni in wind-driven Supernova Explosions and Constraints on the Central Engine of Gamma-Ray Bursts
理论上预期的性质的超新星驱动的风/喷流进行了讨论。近似的解析公式推导出明确的基本物理过程中所涉及的风/射流驱动爆炸，它表明，爆炸性能的特征在于能量注入率（Edot_iso）和质量注入率（Mdot_iso）。为了解释与伽马射线暴（GRB）980425相关的SN 1998 bw观测结果，需要满足以下条件：Edot_iso Mdot_iso>~10 ^{51} erg M_sun s ^{-2}和Edot_iso>~2 x 10 ^{52} erg s ^{-1}（如果风洛伦兹因子Gamma_w~1）或Edot_iso>~7 x 10 ^{52} erg s ^{-1}（如果Gamma_w>> 1）。在SN 1998bw中，~（56）Ni（~0.4M_sun）可能产生于受冲击的恒星地幔，而不是风。SNe的预期性质，例如，喷出的56Ni质量和喷出物质量根据Edot_iso和Mdot_iso而变化。SN性质从高Edot_iso和Mdot_iso到低Edot_iso和Mdot_iso的顺序如下：SN 1998bw--中等情况--低质量喷出物（<~1M_sun $），其中56Ni来自风--整体塌陷。这种多样性可以解释与伽玛暴相关的超新星的多样性。我们的结果可以用来约束风/喷流的性质，这是联系在一起的中央引擎的伽玛暴，通过研究相关的超新星的属性。
2009-01-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Core-collapse supernova simulations with reduced nucleosynthesis networks
本研究开展含核反应网络的核心坍缩超新星模拟，发现核反应能量可提升爆发能量、维持晚期外流并合成更多富中子核素，同时指出原位与异位反应网络的抛射物计算存在系统差异，凸显大型原位网络的重要性。
2023-06-13 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
The impact of asymmetric neutrino emissions on nucleosynthesis in core-collapse supernovae II -- progenitor dependences --
研究了质量范围为9.5 ~ 25 $M_{\odot}$的前体超新星核心坍缩（CCSNe）中不对称中微子发射对爆炸性核合成的影响。我们进行轴对称，流体动力学模拟的CCSN爆炸与一个简化的中微子输运，其中施加的$ν_{\rm e}$和${\bar ν}_{\rm e}$的反相关偶极发射。然后，我们评估的CCSN喷出物的丰度和质量在后处理的方式。我们发现，不对称的$ν$ -发射导致$p$ -和$n$ -丰富的物质分别在高- $ν_{\rm e}$和- ${\bar ν}_{\rm e}$半球的大量喷射.它大大影响了比镍重的元素的喷出物的丰度，无论祖细胞，虽然这些元素轻于钙是不太敏感。基于这些结果，我们计算了国际货币基金组织的CCSN喷出物的平均丰度考虑到Ia型SNe的贡献。对于$m_{\rm asy} = 10/3\%$和$10\%$，其中$m_{\rm asy}$表示中微子发射中偶极分量的不对称程度，轻于Y的元素的平均丰度与太阳丰度相当，而在$m_{\rm asy} \ge 30\%$的情况下，重于Ge的元素的平均丰度过度产生。我们的结果还表明，不对称中微子发射的影响体现在高- $ν_{\rm e}$半球和高- ${\bar ν}_{\rm e}$半球之间[Ni/Fe]和[Zn/Fe]丰度比的差异上，这表明未来对CCSN遗迹的X射线光谱观测将提供不对称中微子发射的证据。
2021-01-24 astro-ph.HE
On the Nucleosynthesis in Accretion-Induced Collapse of White Dwarfs
本研究通过一维中微子辐射流体动力学模拟和后处理核合成计算，发现白矮星吸积诱导坍缩（AIC）能大量合成第一中子俘获峰元素，且其事件率上限相对超新星约为10%。
2024-01-08 astro-ph.HE
On the astrophysical robustness of neutron star merger r-process
在这项研究中，我们探讨了核合成的动态喷出物的紧凑的二元合并。我们特别感兴趣的问题如何敏感的丰度模式是合并系统的参数。因此，我们系统地调查组合的中子星的质量范围从1.0到2.0 \Msun和完整性，我们比较的结果与两个模拟的中子星黑洞合并。喷出物的质量变化的一个因素的5所研究的系统，但所有的金额（合并率的不确定性内）是兼容的宇宙r-过程的主要来源。喷出物经历了一个强大的r-过程核合成，产生了所有的元素，从第二个到第三个高峰，在接近太阳的比例。最引人注目的是，这个r-过程是非常强大的，所有23个研究的二元系统产生几乎相同的丰度模式。这主要是由于喷出物是非常丰富的中子（\ye $\approx0.04$）和r-过程路径沿着中子滴线蜿蜒，使丰度完全由核，而不是由天体物理性质决定。这种鲁棒性加上容易与第二和第三个峰值再现紧凑的二进制合并的主要候选人的来源所观察到的独特的重r-过程组件。
2012-08-04 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Nuclear Dominated Accretion Flows in Two Dimensions. II. Ejecta dynamics and nucleosynthesis for CO and ONe white dwarfs
我们研究了白矮星与中子星或黑洞合并形成的吸积盘的质量喷射。这些磁盘大多是辐射效率低下，并支持核聚变反应，随之而来的流出和电磁瞬变。在这里，我们进行时间依赖性，轴对称流体动力学模拟这些磁盘，包括物理状态方程，粘性角动量输运，耦合$19$ -同位素核网络，和自引力。我们没有发现在任何配置的研究爆炸。我们的全局模型从中心物体延伸到比圆盘大得多的半径。我们发展这些全球模型的几个轨道，以及替代版本与切除的内边界更长的时间。我们获得强大的外流，广泛的速度分布范围内的$10^2-10^4$公里的$^{-1}$。流出物的成分主要是初始白矮星的成分，燃烧产物以$\lesssim 10-30\%$的质量水平混合，包括高达$\sim 10^{-2}M_\odot$的${}^{56}$ Ni。这些较重的元素（加上${}^{4}$ He）在旋转轴的$\lesssim 40^\circ$范围内喷射出来，并且应该比组成白矮星的较轻元素具有更高的平均速度。这些结果与以前的一维和二维的研究，并指出这些系统的祖先快速上升（$\sim $几天）瞬变。如果吸积到中央BH/NS的动力相对论喷流，这些事件可能伴随着高能量瞬变与峰值亮度$\sim 10^{47}-10^{50}$ erg s $^{-1}$和峰值持续时间长达几分钟，可能占像CDF-S XT 2的事件。
2019-06-18 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
General properties of astrophysical reaction rates in explosive nucleosynthesis
与中间和重靶核的反应速率的预测与轻核的根本差异进行了讨论，特别强调恒星的修改率。基态和激发态的贡献，恒星率的量化，推导出一个线性加权的激发态的贡献，尽管玻尔兹曼人口的核状态。一个库仑抑制效应的激发态的贡献被确定，对通常的Q值规则，在一些反应。适当列入修订恒星率的实验数据，包含修订的不确定性。应用程序的s-过程表明，在中子俘获率的实际不确定性大于预期的实验误差。定义了反应速率和截面的灵敏度，并讨论了它们在反应研究中的应用。该结论为如何最好地提高天体物理模拟中使用的速率以及如何评估其不确定性提供了实验和理论指导。
2012-09-25 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Challenges in nucleosynthesis of trans-iron elements
铁以外的核合成提出了额外的挑战时，没有遇到研究天体物理过程涉及轻核。天体物理学的网站和条件并不为人们所熟知的一些过程。在核物理方面，需要不同的方法，无论是在理论上还是实验上。主要的区别和最重要的考虑是核合成过程和反应的选择，特别是$s$ -，$r$ -，$γ$ -，和$νp$ -过程。在讨论的问题是在网站和生产条件的不确定性，实验室和恒星之间的差异率，反应机制，重要的转变，热人口的激发态，和恒星率的不确定性估计。间接实验方法的实用性和局限性也得到了解决。不应将本报告视为将所讨论的问题局限于具体进程。目的是一般性地介绍概念和可能的陷阱以及一些例子。类似的问题可能适用于进一步的天体物理过程，涉及核从铁区向上和/或在高等离子体温度。这里提出的框架和策略旨在帮助未来的实验和理论方法的概念。
2014-03-08 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Gamma-rays from kilonova: a potential probe of r-process nucleosynthesis
至少含有一个中子星成分的致密双星的合并是产生和抛射$r$过程元素的潜在先导场所。星系双星、短伽马射线暴和引力波探测的发现都限制了这些事件的发生率，而引力波加上双中子星合并（GW 170817）的宽带电磁覆盖也限制了合并喷出物的性质（质量和成分）。但是光学和红外辐射模型的不确定性和模糊性使得很难确定地测量这些合并中重同位素的分布。相比之下，在这些富含中子的喷出物的衰变中发射的伽马射线可以提供更直接的产额测量。我们计算的伽马产生残留的中子星合并，考虑两个时代：一个kilonova时代，持续约两个星期，和一个更晚的时代的数万年和数十万年后的合并。对于kilonova时代，当膨胀的喷出物仍然只有部分透明的伽马辐射，我们使用三维辐射传输模拟产生的光谱。我们发现，与β-和α-衰变的伽马射线光谱提供了一个指纹的喷出物的属性，并为足够近的残余物，可能是可检测的，即使是旧的残余物。我们将我们的伽马光谱与下一代探测器的潜在探测极限进行了比较，这些探测器包括月球掩星探测器（LOX），全天空中能伽马射线天文台（AMEGO）和康普顿光谱仪和成像仪（COSI）。我们表明，裂变模型可以通过存在的残余光谱中的短寿命裂变碎片进行区分。
2020-04-09 astro-ph.HE
The long-term evolution of neutron star merger remnants - I. The impact of r-process nucleosynthesis
我们遵循的长期演变的动态喷出物的中子星合并长达100年的密度范围约40个数量级。我们包括核能输入新鲜合成，放射性衰变的核在我们的模拟和研究其对残余动力学的影响。虽然核加热大大改变了长期的演变，我们发现，运行核网络在纯粹的流体动力学模拟（即没有加热）产生实际上可以接受的核合成结果。辐射加热的主要动力学效应是迅速消除初始质量分布的不均匀性，随后演化自相似地进行，100年后残余物仍然携带着初始二元质量比的记忆。我们还探讨了两个质量喷射通道的核合成产额。动态喷出物非常稳健地产生“强”r-过程元素与$A > 130$的模式，这是基本上独立的合并系统的细节。从一个简单的模型中，我们发现，中微子驱动的风产生“弱”的r-过程的贡献与$50 < A < 130$的丰度模式有很大的不同合并的情况下。这是因为它们的电子分数，由中微子光度的比例决定，在不同的情况下变化很大。这样的风不会产生任何$^{56}{\rm Ni}$，而是一系列放射性同位素，这些同位素的寿命足够长，除了动态喷出物中的“macronova”之外，还能产生第二个放射性供电的电磁瞬变。虽然我们的风模型非常简单，但它仍然证明了这种中微子驱动的风对电磁瞬变的潜力，并激发了进一步，更详细的中微子流体动力学研究。在配套文件中更详细地讨论了所提到的瞬态的属性。
2014-01-17 astro-ph.HE
Numerical Relativity Simulations of the Neutron Star Merger GW170817: Long-Term Remnant Evolutions, Winds, Remnant Disks, and Nucleosynthesis
我们提出了一个系统的数值相对论研究的动力学喷出物，风和核合成的中子星合并残留物。用近似中微子输运和磁流体湍流亚网格模型模拟了与GW 170817兼容的啁啾质量、不同质量比和五个微物理状态方程的双星，并在100毫秒内进行了磁流体湍流模拟.螺旋密度波从中子星遗迹传播到磁盘触发风与质量通量${\sim}0.1{-}0.5\,{\rm M_\odot/s}$持续整个模拟，只要遗迹不崩溃的黑洞。这种风具有平均电子分数$\gtrsim 0.3$和平均速度${\sim}0.1-0.17\,$ c，因此是产生弱$r$过程元素（质量数$A<195$）的场所。围绕着长寿命残留物的尘埃具有质量${\sim}0.1{-}0.2\,{\rm M_\odot}$，温度在靠近内缘的地方达到$\lesssim10\,$ MeV的峰值，并且由于激波在盘中传播而导致熵的特征双峰分布。在我们有针对性的模拟计算的动力学和螺旋波喷出物是不兼容的AT2017gfo使用两个组件kilonova模型推断。相反，他们指出，包括盘风在内的多分量kilonova模型对于解释AT2017gfo是必要的。核合成相结合的动力喷出物和螺旋波风在相当质量的长寿命合并强劲占所有的$r$过程的峰值，从质量数${\sim}75$的锕系元素的太阳丰度。总丰度对物态方程的依赖性较弱，而质量比影响第一峰元素的产生。
2020-08-12 astro-ph.HE gr-qc
Radio Constraints on $r$-process Nucleosynthesis by Collapsars
宇宙中最重的元素是通过快速中子捕获（$r$ -过程）在极富中子的流出中合成的。通过对GW 170817的多信使观测，中子星合并被认为是一个重要的$r$过程源。坍缩星也被认为是重元素的潜在主要来源;然而，由于其他发射机制的污染，这很难通过光学观测进行探测。在这里，我们提出的观测约束$r$过程的核合成的基础上，附近的长伽马射线暴的无线电跟踪观测的Eurasar。我们的假设，晚时间的无线电发射产生的emisar风喷出物负责锻造$r$ -过程元素，并考虑可以设置在这种情况下使用的样本雨燕/BAT伽玛暴位于2 Gpc的无线电观测的约束。在我们的样本中，没有发现超过伽马射线暴的射电余辉的射电对应物，在我们考虑的模型下，将Eksar $r$ -过程的贡献限制在$\lesssim0.2$ M $_\odot$，恒定的环并密度给出了更严格的限制。虽然我们的结果是在紧张局势与Bossars是大多数$r$过程的生产基地，喷出物的质量和速度分布的Bossar风尚未很好地模拟。因此，我们的结果目前受到很大的不确定性，但进一步的理论工作可以大大改善它们。
2022-02-20 astro-ph.HE
r-Java : An r-process Code and Graphical User Interface for Heavy-Element Nucleosynthesis
我们提出的R-Java，一个R-过程代码开放使用，进行R-过程核合成计算。配备了简单的图形用户界面，r-Java能够进行核统计平衡（NSE）以及静态和动态的r-过程计算的广泛的输入参数。在这篇介绍性的论文中，我们介绍了r-Java背后的动机和细节，以及静态和动态模拟的结果。静态模拟探讨了一系列的中子辐照和温度。采用参数化展开公式进行了动力学仿真。我们的代码生成的丰度模式的基础上，可以适用于退化以及非退化物质的一般熵表达式，使我们能够跟踪喷出物膨胀的初始阶段的喷出物的快速密度和温度演变。目前，我们的计算仅限于等待点近似。我们鼓励核天体物理学社区对代码和相关文档提供反馈，这些代码和文档可从Quark-Nova项目的网站下载：http://quarknova.ucalgary.ca/
2011-04-02 astro-ph.HE nucl-th
