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两种Ⅱ型超新星数值模拟的对比分析

高敏  
【摘要】:本文首先综述了一维球对称铁核坍缩型超新星爆发理论,其中包括恒星的演化、前身星的演化、铁核的坍缩、激波的形成和传播以及中微子效应等。其次,本文介绍了不同物态方程对铁核坍缩型超新星爆发的影响以及两种不同的对称能公式在物态方程中的应用。此外,我们还讨论了两种铁核坍缩型超新星数值结果的差异。其中,一种是Wgxnu模型;另外一种是SNEC模型。Wgxnu模型是在王贻仁小组研制的超新星数值模拟程序SNⅡ-WLYW89的基础上进行改进得到的。Wgxnu模型的物态方程去掉了“等效厚度法”,调节了中微子泄露方程,加入了对称能公式。中微子泄露方程的最佳参数组采用的是b=5,bf=0.05;超新星数值模拟中均匀核物质状态下的对称能采用李宝安研究小组的密度依赖形式的对称能。而SNEC模型的物态方程是具有密度依赖性耦合形式的相对论平均场物态方程(HS(DD2).EOS)。HS(DD2).EOS的物质的相分为均匀核物质相和非均匀核物质相。均匀核物质相主要采用相对论平均场理论。非均匀核物质相主要采用托马斯费米近似。本文使用了Woosley和Heger的前身星模型作为初始数据来进行模拟计算。主要对比的前身星模型是11.2M(?)。本文主要从星体的声速点位置、密度、温度、对称能、电子丰度和轻子丰度等方面来比较两者的数值模拟结果。Wgxnu模型的物态方程Wangl和Wang2在恒星的内部出现了温度、电子丰度的突变并且伴随轻子丰度的小幅振荡。而SNEC模型的物态方程(HS(DD2).EOS)的恒星演化相对稳定,并未出现上述现象。为了排除以上情况的偶然性。我们又计算了下面几组前身星模型,其中包含:11.4M☉、12M☉、13M☉、14M☉、15M☉、16M☉、17M☉、18M☉、 26M☉、27M☉、28M☉、29M☉、30M☉、31M☉、50M☉、55M☉。计算结果表明:这些恒星的内部出现了温度、电子丰度和中微子丰度的突变,从而使铁核中心可能产生一个内壳层,使超新星的内部温度发生剧变同时使核物质反应更加剧烈,可能会出现胀缩、对流等现象。


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