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
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
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
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
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
Probing the Core-Collapse Supernova Mechanism with Gravitational Waves
核心坍缩超新星爆炸的机制必须利用引力坍缩提供的能量，并将必要的部分转化为喷出物的动能和内能。尽管经过几十年的理论研究，核心坍缩超新星爆炸的详细机制仍然是未知的，但有迹象表明多维过程是其核心。这开启了用引力波探测超新星机制的可能性，引力波携带着来自垂死大质量恒星深处超新星引擎的直接动力学信息。我提出了一个简明扼要的物理和主要的多维动力学中微子驱动，磁旋转，声学驱动的核心坍缩超新星爆炸的情况下。讨论和对比这些机制的引力波发射特性的估计，我认为，它们的引力波签名是明显不同的，从附近的核心坍缩事件的引力波的观测（或非观测）可以把强大的约束超新星机制。
2009-05-18 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
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
Turbulence and magnetic field amplification from spiral SASI modes in core-collapse supernovae
定常吸积激波不稳定性（SASI）在核心坍缩超新星（CCSNe）爆炸阶段的现代模拟中起着核心作用。它可能是实现中微子动力爆炸的关键，并可能与中微子的出生特性（例如，反冲、自旋和磁场）到超新星动力学。使用高分辨率的磁流体动力学模拟，我们研究了湍流的发展，和随后的放大磁场在一个简化的模型后反弹的核心坍缩超新星环境。湍流是由SASI引起的二次不稳定发展而来的。我们的模拟表明，湍流的发展起着重要的作用，为随后的演变的SASI。湍流还通过一个小规模的发电机来放大微弱的磁场。
2012-03-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Critical Conditions for Core-Collapse Supernovae
核心坍缩超新星的爆炸可以近似为原中子星（PNS）吸积的稳态解的崩溃。分析表明，当中微子光度超过临界值L_c时，即使在最佳激波半径R下，中微子球压力也超过流体静力极限。由此得到L_c \propto M^2 T^2（经对数修正）和R \propto M/T，与数值结果一致，其中M、T为PNS质量和中微子温度。近临界流动可以近似为等温层顶部的弹道壳。
2012-06-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Observable fractions of core-collapse supernova light curves brightened by binary companions
许多核心坍缩的超新星祖先被认为是双星系统。如果一颗恒星在一个双星系统中爆炸，早期的超新星光变曲线可以通过超新星喷出物与伴星的碰撞而变亮。当观察者在碰撞产生的洞的方向上时，可以观察到早期的增亮。基于人口合成模型，我们估计的核心坍缩超新星的光变曲线增亮的碰撞，可以观察到的分数。我们发现，0.19%的核心坍缩超新星光变曲线可以观察到碰撞增亮。Ibc型超新星的光变曲线更有可能因碰撞而变亮（0.53%），这是因为大部分的前身星都在双星系统中，而且它们离伴星很近。II型和IIb型超新星的光变曲线受影响较小（分别为~ 1 e-3%和~ 1 e-2%）。虽然一些IIb型和Ibc型超新星的早期缓慢的光变曲线下降被认为是由与伴星的碰撞引起的（例如SN 2008 D），但预期的小部分，以及不切实际的小分离要求，不利于这种说法。未来大型综合巡天望远镜的瞬态巡天预计每年将探测到约10颗具有早期碰撞增亮的Ibc型超新星，它们将能够提供双星系统中超新星祖先的信息。
2015-04-23 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
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
Core-collapse supernovae and neutrino properties
我们强调在超新星中微子领域的发展。我们讨论了未来的观测的重要性，通过运行和即将进行的实验，从下一个超新星的中微子信号，以及弥漫的超新星中微子背景。
2022-05-27 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Inferring the core-collapse supernova explosion mechanism with three-dimensional gravitational-wave simulations
用先进的LIGO和Virgo引力波探测器网络探测到核心坍缩超新星信号将使我们能够测量源的天体物理参数。在真实的高级引力波探测器数据中，存在可能模仿真实引力波信号的瞬态噪声伪影。在本文中，我们概述了在超新星模型证据提取器（SMEE）中实施的程序，该程序确定核心坍缩超新星信号候选者是否是噪声伪影，快速旋转的核心坍缩超新星信号或中微子爆炸机制核心坍缩超新星信号。此外，我们使用最新的三维引力波核心坍缩超新星模拟，我们概述了一个新的程序时，只有一个检测器是可操作的背景噪声瞬变的拒绝。我们发现，当使用三维波形作为信号模型时，检测所有波形所需的最小SNR降低。
2017-12-08 astro-ph.HE
Applications of Machine Learning to Predicting Core-collapse Supernova Explosion Outcomes
大多数现有的标准来自核心坍缩超新星的祖属性是不是很准确地预测爆炸的结果。我们提出了一个新的看识别核心塌陷超新星的爆炸结果使用机器学习方法。通知样本的100个二维轴对称超新星模拟进化与天炉座，我们训练和评估的随机森林分类器作为爆炸预测。此外，我们研究基于物理的功能集，包括紧凑性参数，Ertl条件，和一个新开发的集，其特征在于硅/氧界面。从9 $-$ 27 M $_{\odot}$超过1500超新星祖先，我们另外训练自动编码器直接从祖先密度分布提取物理不可知的功能。我们发现，仅密度分布包含有意义的信息，其爆炸性。硅/氧和自动编码器功能都能预测爆炸结果，精确度为$\approx$ 90\%。在更大的多维模拟集的预期中，我们确定了机器学习应用程序在爆炸结果预测之外的未来方向。
2022-08-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
2D and 3D Core-Collapse Supernovae Simulation Results Obtained with the CHIMERA Code
最近，通过多万亿次计算机的可用性和超新星代码的日益复杂化，在核心坍缩超新星的真实建模方面取得了很大进展。这些改进使模拟具有足够的真实性，长期以来一直是个谜的爆炸机制可能很快就会被描绘出来。我们简要介绍了CHIMERA代码，超新星代码，我们已经开发出模拟核心坍缩超新星在1，2，和3个空间维度。然后，我们描述了一套正在进行的2D模拟开始从12，15，20和25太阳质量的祖。这些都表现出爆炸，目前正处于膨胀阶段，冲击波在5,000到20,000公里之间。我们还简要地描述了一个正在进行的模拟在3个空间维度开始从15太阳质量祖。
2010-02-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Thermal Effects on Black Hole Formation in Failed Core-Collapse Supernovae
我们研究了几个方面的黑洞形成失败的核心坍缩超新星使用一维广义相对论流体动力学模拟。我们使用开源代码GR 1D，并将其纳入核子-核子韧致辐射，这是一个重要的中微子对产生通道。我们专注于如何各种热效应可以影响反弹后超新星演化朝向黑洞的形成。通过模拟有核子-核子韧致辐射和无核子-核子韧致辐射的情况，我们研究了质子中子星中黑洞形成对热支持的敏感性。我们还调查延迟黑洞的形成，人工驾驶爆炸在极端的模型中，质子中子星最初热支持以上的最大重子冷中子星质量，但随后崩溃后，中微子冷却去除足够的热支持黑洞。
2011-03-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Astrophysics with core-collapse supernova gravitational wave signals in the next generation of gravitational wave detectors
下一代引力波探测器将改善对来自核心坍缩超新星的引力波的探测前景。核心坍缩超新星涉及的复杂天体物理学对模拟这种现象提出了重大挑战。超新星模型证据提取器（SMEE）试图通过使用数值相对论波形来创建近似模型，从而捕获来自核心坍缩超新星的引力波信号的主要特征。然后，这些模型可以用于执行贝叶斯模型选择，以确定目标天体物理特征是否存在于引力波信号中。在本文中，我们扩展SMEE的模型选择能力，包括功能的引力波信号，与g-模式和常设吸积激波不稳定性。这是第一次，我们使用模拟数据测试SMEE的性能，用于计划中的未来探测器，如爱因斯坦望远镜，宇宙探测器和LIGO旅行者。此外，我们还展示了如何通过从超新星波形的频谱图而不是包含随机特征的时间序列波形创建模型来提高SMEE的性能。在第三代探测器配置中，我们发现大约50%的中微子驱动的模拟在100 kpc时可探测到，在275 kpc时可探测到10%。对于所有检测到的信号，正确地确定了爆炸机理。
2019-03-07 astro-ph.HE astro-ph.IM
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
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
The Core-Collapse Supernova Explosion Mechanism
核心坍缩超新星的爆发机制是恒星天体物理学中一个长期存在的问题。我们简要地概述了解决方案的主要竞争者，并回顾了最近的努力，通过多维模拟核心坍缩超新星爆炸模型。我们讨论了几个建议，解决问题的失踪或延迟中微子驱动的爆炸在三维超新星模型，包括-除其他外-在对流燃烧壳的微观物理和大种子扰动的变化。重点是中微子驱动的机制，我们总结了目前的努力，预测超新星爆炸和残留物的第一性原理模型的基础上，更多的唯象方法。
2017-02-22 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Detection Prospects of Core-Collapse Supernovae with Supernova-Optimized Third-Generation Gravitational-wave Detectors
我们对第三代引力波探测器进行了优化，以最大限度地扩大探测核心坍缩超新星的范围。基于对核心坍缩的三维模拟和相应的引力波波形发射，即使在第三代探测器时代，这些波形的相应探测范围也仅限于我们的银河系内。相应的事件发生率是每世纪两次。我们从波形中发现，要探测一年一次的核心坍缩超新星，引力波探测器在100 ~ 1500 Hz的频率范围内需要3 $\times10^{-27}~$ Hz $^{-1/2}$的应变灵敏度。我们还探索了技术上超出第三代探测器范围的探测器配置。我们发现，通过这些改进，CCSN引力波观测的事件率仍然很低，但提高到二十年一次。
2019-05-31 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Delay-time distribution of core-collapse supernovae with late events resulting from binary interaction
大多数大质量恒星，核心坍缩超新星的祖先，都是在近距离的双星系统中，并可能通过质量转移或合并与它们的伴星相互作用。我们进行人口合成研究，计算核心坍缩超新星的延迟时间分布，即超新星速率与时间的星暴后，考虑到二元相互作用。我们通过运行各种模拟来测试我们的结果的系统鲁棒性，以考虑我们标准假设中的不确定性。我们发现，一个显着的分数，$15^{+9}_{-8}$ %，核心坍缩超新星是“晚”，也就是说，他们发生在出生后50-200万年，当所有的大质量的单星已经爆炸。这些晚期事件主要起源于至少有一颗，或在大多数情况下，两颗恒星最初都是中等质量（$4-8M_{\odot}$）的双星系统。主要的演化途径通常包括最初质量更大的主星与伴星的合并，或者主星剩余的核心被在早期演化阶段吸积了质量的膨胀的次级恒星吞没。此外，核心坍缩超新星的总数增加了$14^{+15}_{-14}$ %，因为双星对于相同的初始恒星质量。高速率意味着我们应该已经观察到了这种晚期的核心坍缩超新星，但还没有认识到它们是这样的。我们认为，$ϕ$英仙座可能是一个祖先和偏心中子星-白矮星系统可能是后代。晚期事件可以帮助解释麦哲伦星云中超新星遗迹和河外Ia型事件的延迟时间分布的差异，降低了即时Ia事件的贡献。我们将讨论如何测试这些预测，并推测在模拟星系演化的超新星反馈的影响。
2017-01-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Mixing of materials in magnetised core-collapse supernova remnants
本研究通过模型追踪35 Mo运动大质量恒星周围环境从零龄主序到爆发后80 kyr的演化，发现恒星运动越快，超新星遗迹内部组织越复杂且抛射物混合越有效，而星风物质混合受运动影响微弱。
2023-03-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Joint Analysis Method on Gravitational Waves and Low-Energy Neutrinos to Detect Core-Collapse Supernovae
核心坍缩的超新星会产生大量的低能中微子，而且据预测也会辐射出引力波。这两个信使可以给我们关于爆炸机制的信息。这些事件的引力波探测仍然是难以捉摸的，即使已经先进的探测器。在这里，我们给出了一个简明和及时的介绍，结合从GW和中微子天文台触发的新方法;更多的细节将在即将发表的论文[1]。关键词：多信使、超新星、核心坍缩、低能中微子、引力波。
2021-10-29 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
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
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
Seeking Core-Collapse Supernova Progenitors in Pre-Explosion Images
我总结了我们所知道的关于恒星的本质，最终爆炸为核心坍缩超新星从检查之前采取的爆炸图像。通过记录超新星爆发前和超新星爆发后的图像，通常使用天基光学探测器或配备激光导星自适应光学系统的地基红外探测器以高分辨率拍摄，现在已经有近36颗核心坍缩超新星的祖先恒星的性质被直接测量或（更常见的）通过建立光度上限来限制。这些研究可以直接与恒星演化模型进行比较，从而可以对祖星的物理特征进行估计。我回顾祖特性（或限制）推断，从这项工作中的每一个主要的核心坍缩超新星类型（II-高原，II-线性，IIb，IIn，Ib/C），特别侧重于所使用的分析技术和过程中，通过得出的结论。还提供了一些个别事件的简要讨论，包括SN 2005 gl，一个IIn型超新星，被证明有一个非常明亮的-因此非常巨大的-在一个暴力的，明亮的蓝色变星样喷发阶段后不久爆炸的祖先，与标准的理论预测相反。
2009-08-13 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Core Collapse Supernova Gravitational Wave Emission for Progenitors of 9.6, 15, and 25 Solar Masses
我们提出了引力波发射预测的基础上，三个核心坍缩超新星模拟对应于三个不同的祖质量。质量跨度很大，在9.6到25太阳质量之间，最初都是不旋转的，并且有两种金属丰度：零和太阳。我们计算了正极化和交叉极化下的引力波应变随时间的演化，以及它们的谱分解和特征应变。
2022-08-22 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
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
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 Fluxes from a Core-Collapse Supernova in a Model with Three Sterile Neutrinos
本文用数值方法计算了一颗超新星的引力坍缩特征及其质子中子核形成过程中产生的活动中微子和惰性中微子的通量。在不同的输入参数和初始条件下，计算了不同中子化程度的核物质中活动中微子和不育中微子的相对产额。在超致密核物质中，中子化共振度下产生的无菌中微子的比例显著增加已被证实。不育中微子对坍缩动力学和坍缩过程中产生的中微子总通量的贡献相对较小。无菌中微子的总光度比电子中微子的光度低得多，但它们的光谱在高能量下要硬得多。
2017-01-16 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
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
Rectangular core-collapse supernova remnants: application to Puppis A
核心坍缩超新星遗迹是大质量恒星爆炸死亡后形成的银河系星际介质（ISM）中的气态星云。它们的形态和发射特性既取决于周围的拱星结构形状的恒星风ISM相互作用的祖星和周围介质的局部条件。在银河系平面的暖相（n = 1/cm 3，T = 8000 K），一个有组织的磁场强度为7 microG具有深远的影响的形态风泡的大质量恒星在休息。在本文中，我们表明，通过2.5D磁流体动力学模拟的背景下，沃尔夫-拉叶演化的35 Mo星，它会影响其超新星遗迹的发展。当超新星遗迹达到中年（15 - 20 kyr）时，它会呈现管状，这是由各向同性的超新星喷出物和各向异性的、磁化的、受冲击的恒星祖先气泡（超新星爆炸波膨胀进入其中）之间的相互作用造成的。我们对非热辐射，即射电同步辐射和逆康普顿辐射的计算表明，由于投影效应，这种超新星遗迹在某些情况下可以表现为矩形物体。这种形成超新星遗迹的机制类似于在恒星演化的低质量区域中由风-风相互作用产生的双极和椭圆行星状星云。如果这样一个矩形的核心坍缩超新星遗迹被创造出来，那么它的前身星一定不是一颗逃逸恒星。我们认为，这种机制是在塑造不对称的核心坍缩超新星遗迹船尾座A。
2022-06-29 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Neutrino Emission as Diagnostics of Core-Collapse Supernovae
随着银河系核心坍缩超新星的无数探测事件，当前和未来的中微子探测器将能够采样详细的，随时间变化的中微子通量和光谱。这为从中微子信号的各个阶段推断超新星物理学提供了巨大的可能性，从中子化爆发到吸积和早期爆炸阶段再到冷却阶段。该信号将约束年轻的原中子星的质量、半径等体参数的时间演化以及前身星的结构，探测超新星核心的多维现象，并约束早期爆炸阶段的动力学。除了进一步的天体物理学意义，超新星中微子也可能进一步阐明超核密度物质的性质和粒子物理学中的未决问题。
2019-04-24 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ex
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
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
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
The equation of state and composition of hot, dense matter in core-collapse supernovae
状态方程和物质的组成计算典型的条件下，在核心坍缩超新星的预塌缩和早期坍缩阶段。的组合物的核统计平衡的假设下进行评估，当该物质被认为是一个“几乎”的理想气体，由于核的热激发的修正，自由核子简并，库仑和表面能修正。对这些修正的说明使我们能够得到密度略低于核物质密度的成分。通过与Shen等人发展的状态方程的比较，我们考察了最近大多数超新星状态方程所用的一个代表核的近似。我们发现，广泛分布在核图表的组成是不同的，取决于质量公式，而消耗量是相当接近的沈的状态方程。
2009-04-24 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
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
Core-collapse supernovae and supernova neutrinos
Monash University（莫纳什大学）
本文概述了核坍缩超新星的现代理论，重点讨论了中微子和多维流体动力学在驱动爆炸中的作用，以及核物理和中微子相互作用率的关键影响。
2026-05-26 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
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
