中性子星への急速な物質降着のダイナミクスと結末

我々は、中性子星の速度および周囲の媒質の構造により Bondi-Royle 降着率が 10-4 Msun yr-1 を超えるような、中性子星への降着に関する広範な研究を提示する。様々なエントロピーおよび化学組成に対して、2種類の初期条件が考慮される：中性子星上での圧力平衡状態にある大気、および無限遠からの物質の自由落下流入（降着率によってもパラメータ化される）である。その後、我々は1次元および2次元の流体力学コードを用いて系を進化させ、その結末を明らかにする。ほとんどの場合、Chevalier によって以前に指摘されたように、急速なニュートリノ冷却に起因する超臨界（「超エディントン」とも呼ばれる）降着により、中性子星は Bondi-Hoyle 率を上回る降着を行うことができる。しかし、進化論的に一般的な現象に対応するシミュレーションの一部では、ニュートリノ加熱によって駆動される対流が、重力崩壊型超新星に見られるものと類似したメカニズムによって爆発を引き起こす可能性がある。我々の計算結果に基づき、特定の低質量X線連星、共通外層系、超新星フォールバック、および Thorne-Zytkow 天体（TZOs）に存在する、急速な物質流入を受ける一連の中性子星降着天体の運命を予測することが可能となった。検討した共通外層系の大部分は、外層を放出する爆発に至り、中性子星の内向きのスパイラルを停止させ、近接連星系の形成を可能にした。その結果、Davies & Benz によって研究された衝突で生成された覆われた中性子星も爆発する可能性があり、おそらくミリ秒パルサーの形成が阻止されると考えられる。爆発成功後に中性子星へ向かう物質のフォールバックが大きい最も大質量の超新星では、数秒でブラックホールが形成されることが判明した。最後に、我々は現在の TZO 形成シナリオ群は不十分であり、代わりに超臨界降着とブラックホール形成につながると主張する。さらに、現在の TZ モデルの多くは混合距離対流によるモデリングに適さない構造を有しているようである。これにより、我々は様々な対流系に対してこの近似の妥当性を判断するための簡便なテストを開発することとなった。