Restmassen aus 1D+ Kernkollaps-Supernova-Simulationen: bimodale Neutronensternmassendistibution und schwarze Löcher in der Niedrigmassenspalte

Die Explosion von Kernkollaps-Supernovae (CCSNe) ist ein äußerst herausforderndes Problem, und es bestehen immer noch große Unsicherheiten darüber, welche Sterne zu erfolgreichen Explosionen führen, die einen Neutronenstern hinterlassen, und welche stattdessen ein schwarzes Loch bilden. In dieser Arbeit simulieren wir 341 Progenitoren bei drei verschiedenen Metallizitäten unter Verwendung sphärisch symmetrischer Simulationen, die durch eine neutrinogetriebene Konvektion anhand einer Mischlängentheorie ergänzt werden. Wir nutzen diese Simulationen, um die zuvor abgeleiteten Explosionskriterien basierend auf den Dichte- und Entropieprofilen des prä-supernova Progenitors zu verbessern. Außerdem liefern wir numerische Anpassungen zur Berechnung der Endmasse von Neutronensternen basierend auf entweder der Kompaktheit, dem Standort der Si/Si-O-Grenzfläche oder der Chandrasekhar-Masse. Die aus unseren 1D+ Simulationen abgeleitete Geburtsmasseverteilung der Neutronensterne ist bimodal, im Gegensatz zu dem, was die bisher populärsten 1D CCSN-Simulationen gezeigt haben. Wir vergleichen die theoretisch abgeleiteten Neutronensternmassendistibutionen mit den beobachteten und diskutieren mögliche Implikationen für Studien zur Populationensynthese. Außerdem analysieren wir die vom unserer Simulationen vorhergesagte Masseverteilung der schwarzen Löcher. Um mit den aktuellen Modellen der Materieausscheidung in gescheiterten Supernovae konsistent zu sein, muss ein großer Teil der Hülle ausgestoßen werden, was zu kleinen schwarzen Löchern in der Niedrigmassenspalte führt. Vor kurzem wurde ein schwarzes Loch in diesem Massengebiet im GW230529-Ereignis von der LIGO-Virgo-KAGRA-Kollaboration beobachtet. Unsere Ergebnisse stimmen natürlich mit dieser Entdeckung überein, die die populärsten Vorschriften zur Explodierbarkeit und Restmassen nicht reproduzieren können. Allgemein stellen wir fest, dass das Explosionsresultat und die Masse des Überrests stark von der Struktur des Progenitors vor dem Kollaps abhängt. Ihre Abhängigkeit von der Anfangsmasse des Sterns und der Masse des CO-Kerns ist jedoch sehr unsicher und nichtlinear.