需要两者：双星前身星核心坍缩超新星模拟中的核合成
It Takes Two: nucleosynthesis in core-collapse supernova simulations of binary-star progenitors
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中文总结 AI 辅助
本研究通过模拟单双星前身星核心坍缩超新星，发现双星前身星更易爆炸，且小α链网络可近似能量与镍丰度，但钛铬铁同位素产额受网络大小影响。
中文摘要 AI 辅助
双星相互作用在大质量恒星中普遍存在，并能显著改变其超新星前身的结构和组成。这对由此产生的超新星的核合成产率和可观测性质具有重要影响。然而，在现代中微子驱动的核心坍缩超新星模拟中，双星演化前身星在很大程度上仍未得到探索。在这项工作中，我们展示了单星和双星前身星的一维和二维核心坍缩超新星模拟。我们研究了双星相互作用对爆炸的影响，并考察了原位核反应网络相对于后处理方法对动力学和由此产生的核合成的影响。我们的前身星突出了双星相互作用对恒星超新星前核心结构的影响及其对可爆炸性的重要性。我们发现，与相同初始质量的单星相比，双星前身星通常被预测为更易爆炸，这表明超新星结果不能与初始质量很好地关联。然而，仍需通过自洽模拟对双星和单星前身星的爆炸结果进行系统比较，以确认这一趋势。核反应产生的能量以及关键同位素（如${}^{56}$Ni）的丰度，可以通过一个小型α链网络很好地近似。然而，在Ti、Cr和Fe同位素的产生中存在显著差异，这些差异仍然对网络大小和热力学历史敏感。
英文摘要
Binary interaction is common amongst massive stars and can significantly alter their pre-supernova structure and composition. This has important consequences for the nucleosynthetic yields and observable properties of the resulting supernovae. However, binary-evolved progenitors remain largely unexplored in modern neutrino-driven core-collapse supernova simulations. In this work, we present one- and two-dimensional core-collapse supernova simulations of single- and binary-star progenitors. We investigate the impact of binary interaction on the explosion and examine the effect of in-situ networks on the dynamics and resulting nucleosynthesis relative to post-processing approaches. Our progenitors highlight the impact of binary interaction on the pre-supernova core structure of the star and its significance for explodability. We find that binary progenitors are predicted to be generally more explodable than single stars with the same initial mass, indicating that the supernova outcome cannot be well correlated with the initial mass. However, a systematic comparison of the explosion outcomes of binary- and single-star progenitors from self-consistent simulations is still required to confirm this trend. Energy generation from nuclear reactions, as well as the abundances of key isotopes such as ${}^{56}$Ni, can be well approximated by a small $α$-chain network. However, there are notable discrepancies in the production of Ti, Cr, and Fe isotopes which remain sensitive to the network size and thermodynamic history.
发表机构
- Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
- GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung GmbH（GSI亥姆霍兹重离子研究中心）
- Max-Planck-Institut für Kernphysik（马克斯·普朗克核物理研究所）
- Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
- Argelander Institut für Astronomie（阿尔兰德天体物理研究所）
- Max-Planck-Institut für Radioastronomie（马克斯·普朗克射电天文研究所）
机构由 AI 辅助整理，请以论文原文为准。
