Крупномасштабная конвекция в гравитационном коллапсе с переносом нейтрино в двумерных и трехмерных моделях на подробных сетках

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Рассматривается задача о гравитационном коллапсе ядра массивной звезды с учетом переноса нейтрино в диффузионном приближении с ограничением потоков. Для уменьшения расчетной области многомерной задачи на неподвижной расчетной сетке рассматривается ядро звезды, уже находящееся на стадии коллапса. Поскольку стадия коллапса затянута по времени в сравнении с газодинамическим временем для формирующейся протонейтронной звезды, мы рассматриваем математическую задачу для начальной конфигурации, находящейся в равновесии, и пренебрегли начальной радиальной скоростью. Давление длительное время на стадии коллапса обеспечивают релятивистские вырожденные электроны, поэтому связь давления с плотностью в начальной конфигурации описывается политропным уравнением состояния с показателем политропы \(n = 3\). Целью данной работы является проверка гипотезы о независимости крупномасштабной конвекции от 2D и 3D геометрии математической задачи и параметров вычислительной сетки, а также от выбора начальной стадии гравитационного коллапса. Масштаб конвекции определяется размером области спадающей энтропии с потерями нейтрино, т.е. неравновесной нейтронизацией, и присутствием слабого начального вращения.

Об авторах

А. Г. Аксенов

Институт автоматизации проектирования РАН

Email: aksenov@icad.org.ru
Россия, Москва

В. М. Чечеткин

Институт автоматизации проектирования РАН; Институт прикладной математики РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: aksenov@icad.org.ru
Россия, Москва; Россия, Москва

Список литературы

  1. K. Nomoto and M. Hashimoto, Phys. Rep. 163(1–3), 13 (1988), https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0370157388900324.
  2. D. K. Nadezhin, Astrophys. Space Sci. 49, 399 (1977).
  3. V. S. Imshennik and D. K. Nadezhin, Sov. Sci. Rev. Sect. E 8(1), 1 (1989).
  4. W. A. Fowler and F. Hoyle, Astrophys. J. Suppl. 9, 201 (1964).
  5. H. A. Bethe, Rev. Modern Physics 62, 801 (1990).
  6. H.-T. Janka, K. Langanke, A. Marek, G. Martínez-Pinedo, and B. Müller, Phys. Rep. 442, 38 (2007), arXiv:astro-ph/0612072.
  7. V. S. Imshennik and D. K. Nadezhin, Sov. J. Experim. Theoret. Phys. 36, 821 (1973).
  8. M. Herant, W. Benz, W. R. Hix, C. L. Fryer, and S. A. Colgate, Astrophys. J. 435, 339 (1994), arXiv:astro-ph/9404024.
  9. A. Burrows, J. Hayes, and B. A. Fryxell, Astrophys. J. 450, 830 (1995), arXiv:astro-ph/9506061.
  10. J. W. Murphy and C. Meakin, Astrophys. J. 742(2), id.74 (2011), arXiv:1106.5496 [astro-ph.SR].
  11. J. C. Dolence, A. Burrows, and W. Zhang, Astrophys. J. 800(1), id.10 (2015), arXiv:1403.6115 [astro-ph.SR].
  12. S. M. Couch and C. D. Ott, Astrophys. J. 778, id.L7 (2013), arXiv:1309.2632 [astro-ph.HE].
  13. A. Wongwathanarat, E. Müller, and H.-T. Janka, Astron. and Astrophys. 577, id.A48 (2015), arXiv:1409.5431 [astro-ph.HE].
  14. S. M. Couch and C. D. Ott, Astrophys. J. 799(1), id.5 (2015), arXiv:1408.1399 [astro-ph.HE].
  15. D. Radice, C. D. Ott, E. Abdikamalov, S. M. Couch, R. Haas, and E. Schnetter, Astrophys. J. 820(1), id.76 (2016), arXiv:1510.05022 [astro-ph.HE].
  16. A. Burrows and D. Vartanyan, Nature 589, 29 (2021), a-rXiv:2009.14157 [astro-ph.SR].
  17. V. M. Chechetkin, S. D. Ustyugov, A. A. Gorbunov, and V. I. Polezhaev, Astron. Letters 23, 30 (1997).
  18. I. V. Baikov, V. M. Suslin, V. M. Chechetkin, V. Bychkov, and L. Stenflo, Astron. Rep. 51, 274 (2007).
  19. A. G. Aksenov and V. M. Chechetkin, Astron. Rep. 60, 655 (2016).
  20. A. G. Aksenov and V. M. Chechetkin, Astron. Rep. 62, 251 (2018).
  21. V. M. Chechetkin and A. G. Aksenov, Phys. Atomic Nuclei 81, 128 (2018).
  22. A. G. Aksenov and V. M. Chechetkin, Astron. Rep. 65, 916 (2021).
  23. V. M. Suslin, S. D. Ustyugov, V. M. Chechetkin, and G. P. Churkina, Astron. Rep. 45, 241 (2001).
  24. A. G. Aksenov and V. M. Chechetkin, Astron. Rep. 56, 193 (2012).
  25. A. G. Aksenov and V. M. Chechetkin, Astron. Rep. 58, 442 (2014).
  26. I. V. Baikov and V. M. Chechetkin, Astron. Rep. 48, 229 (2004).
  27. A. G. Aksenov and V. M. Chechetkin, Astron. Rep. 63, 900 (2019).
  28. A. G. Aksenov and V. M. Chechetkin, Astron. Rep. 62, 834 (2018).
  29. A. G. Aksenov and V. M. Chechetkin, Astron. Rep. 66, 1 (2022).
  30. R. M. Bionta, G. Blewitt, C. B. Bratton, D. Casper, and A. Ciocio, Phys. Rev. Letters 58, 1494 (1987).
  31. K. Hirata, T. Kajita, M. Koshiba, M. Nakahata, and Y. Oyama, Phys. Rev. Letters 58, 1490 (1987).
  32. E. N. Alekseev, L. N. Alekseeva, V. I. Volchenko, and I. V. Krivosheina, Sov. J. Experim. Theoret. Phys. Letters 45, 589 (1987).
  33. R. Schaeffer, Y. Declais, and S. Jullian, Nature 330, 142 (1987).
  34. J. Larsson, C. Fransson, D. Alp, P. Challis, et al., Astrophys. J. 886, id.147 (2019), arXiv:1910.09582 [astro-ph.HE].
  35. J. E. Reynolds, D. L. Jauncey, L. Staveley-Smith, A. K. Tzi-oumis, et al., Astron. and Astrophys. 304, 116 (1995).
  36. S. E. Boggs, F. A. Harrison, H. Miyasaka, B. W. Grefenstette, et al., Science 348(6235), 670 (2015).
  37. A. A. Baranov and V. M. Chechetkin, Astron. Rep. 55, 525 (2011).
  38. V. S. Imshennik and O. G. Ryazhskaya, Astron. Letters 30, 14 (2004), astro-ph/0401613.
  39. V. S. Imshennik and D. V. Popov, Astron. Letters 28, 465 (2002).
  40. A. G. Aksenov, E. A. Zabrodina, V. S. Imshennik, and D. K. Nadezhin, Astron. Letters 23, 677 (1997).
  41. M. V. Popov, A. A. Filina, A. A. Baranov, P. Chardonnet, and V. M. Chechetkin, Astrophys. J. 783, id.43 (2014).
  42. G. S. Bisnovatyi-Kogan, Astronomicheskii Zhurnal 47(8), 813 (1970).
  43. G. S. Bisnovatyi-Kogan, S. G. Moiseenko, and N. V. Ardelyan, Phys. Atomic Nuclei 81, 266 (2018), -arXiv:1903.12628 [astro-ph.HE].
  44. O. G. Ryazhskaya, Physics Uspekhi 49, 1017 (2006).
  45. B. J. Owen, L. Lindblom, and L. S. Pinheiro, Astrophys. J. 935, id.L7 (2022), arXiv:2206.01168 [gr-qc].
  46. A. G. Aksenov and V. M. Chechetkin, Astron. Rep. 57, 498 (2013).
  47. S. L. Shapiro and S. A. Teukolsky, Black Holes, White Dwarfs and Neutron Stars: The Physics of Compact Objects (New York, Wiley: A Wiley-Interscience Publ., 1986).
  48. M. V. Sazhin, S. D. Ustyugov, and V. M. Chechetkin, J. Experim. Theor. Phys. 86(4), 629 (1998).
  49. S. W. Bruenn, Astrophys. J. Suppl. 58, 771 (1985).
  50. G. S. Bisnovatyi-Kogan, Astrophysics 55(3), 387 (2012), arXiv:1203.0997 [astro-ph.HE].
  51. A. G. Aksenov, Universe 8, 372 (2022).
  52. A. G. Aksenov, Comp. Math. and Math. Physics 55, 1752 (2015).
  53. G. Vereshchagin and A. Aksenov, Relativistic Kinetic Theory With Applications in Astrophysics and Cosmology (Cambridge University Press, 2017).
  54. A. G. Aksenov, V. F. Tishkin, and V. M. Chechetkin, Math. Models Computer Simulations 11, 360 (2019).
  55. C. W. Gear, Numerical initial value problems in ordinary differential equations (Upper Saddle River, NJ United States: Prentice Hall PTR, 1971).
  56. A. G. Aksenov, Astron. Letters 25, 185 (1999).
  57. A. G. Aksenov and S. I. Blinnikov, Astron. and Astrophys. 290, 674 (1994).
  58. A. G. Aksenov, S. I. Blinnikov, and V. S. Imshennik, Astron. Rep. 39, 638 (1995).
  59. P. Ledoux, Astrophys. J. 105, 305 (1947).
  60. Г. С. Бисноватый-Коган, Физические вопросы теории звездной эволюции (М.: Наука, 1989).
  61. M. A. Skinner, J. C. Dolence, A. Burrows, D. Radice, and D. Vartanyan, Astrophys. J. Suppl. 241, id.7 (2019).
  62. S. Chandrasekhar and N. R. Lebovitz, Astrophys. J. 138, 185 (1963).
  63. K. Abe, P. Adrich, H. Aihara, R. Akutsu, et al., Astrophys. J. 916, id.15 (2021).
  64. H. Nagakura, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 500, 319 (2021), arXiv:2008.10082 [astro-ph.HE].
  65. H. Nagakura, A. Burrows, and D. Vartanyan, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 506, 1462 (2021), ar-Xiv:2102.11283 [astro-ph.HE].
  66. D. Vartanyan, M. S. B. Coleman, and A. Burrows, Monthly Not. Roy. Astron. Soc. 510, 4689 (2022), arX-iv:2109.10920 [astro-ph.SR].

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2.

Скачать (119KB)
Метаданные
3.

Скачать (144KB)
Метаданные
4.

Скачать (32KB)
Метаданные
5.

Скачать (792KB)
Метаданные

© А.Г. Аксенов, В.М. Чечеткин, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».