磁单极驱爆超新星等天体能源的统一模型

2. 吸积白矮星的热核爆
炸型超新星(SNIa)
爆发能量
总辐射能 Er ~ 1049 ergs (对各类超新星) 抛射物总动能: EK ~ 1051 ergs (对各类超新星) <Vmax > ~ 104 Km/s SN Ia : Vmax > 104 Km/s SN II: 一般: Vmax ~ 104 Km/s SN 1987A: Vmax ~ 3×104 Km/s (引力)束缚能: EB ~ (0.5 –1.0) × 1051 ergs (对各类超新星) 爆发总能量: SN Ia: E总 = Er+EK+EB ~ 1051 ergs SN II: 中微子暴: Eν ~ 1053 ergs (SN 1987A) (核心坍缩成中子星) E总 ~ 1053 ergs
M Earth 6 10 gm
27
M (U ) 6 10 gm
17
5亿年之内, 地球内放射性元素U总共释放的总热能为
EU 1.0 1034 ergs 1.5 103 ET
结论: 放射性元素远远不能提供地球核心热熔状态的能源。地球内 部温度六千度，也不可能点燃热核反应。需要另外尋求能源。
(Davies, J. H., & Davies, D. R. (2010).
ET 0.7 1037 ergs
(20 30)
J r 4.7 1020 ergs / s
“Earth's surface heat flux”. Solid Earth, 1(1), 5–24).
热传导时标: tth ET J r 1.5 1016 sec 0.5 109 Yr
1.11052 ergs / s
迄今，SNII、SNIb、SNIc、SLSN 的爆发机制仍然是谜。 SLSN爆发的能量如此巨大，更是茫然不知所措! 超新星前身星的质量(估算): SNII SNIb (8-25) M⊙ (30-60) M⊙
SNIc (70-100) M⊙
SLSN > (120-150) M⊙
结论: 地球核心区需要热源!
地球内部放射性元素能源估算
最重要的三种放射性元素产生的热量 为: 铀系: 0.78卡(年.克(U))-1 ; 钍系: 0.20卡(年.克(Th))-1; 钾系: 4×10-6卡(年.克(K))-1。 12 n ( U ) / n ( H ) 10 最重要的放射性元素为铀(U)。 U 元素丰度: (原子数丰度), 质量丰度为 m(U ) / m( H ) 1010
gm 3hc / 2e 9.88108
(c.g.s.)
RC效应：磁单极催化核子衰变
pM e 0 M debris pM e M debris
(85%) (15%)
(1025 1026 )cm2
磁单极含量: N m / N B (Parker上限) 牛顿饱和值:星体内物质对其聚集区表面处一个磁单极所受到来自星体中心的牛 顿引力同它受到星体内部(相同极性的)总磁荷的磁Coulomb排斥力相平衡条件:
47
tCooling 0.5 10 Yr
9
问题:为何迄今没有表面温度低于3000K的晚M型和N型白矮星? 它 们具体的热源是什么？
II.磁单极问题
§I. 磁单极及其数量
1931年 Dirac预言存在磁单极 20C. 70年代：t’Hooft 磁单极: 磁荷:
mm 1016 mp
mm (103 104 )mp ?
暗爆发的超新星
很弱的爆发:例如, Cas A (1668年) 最近Chandra卫星探测到银河系内在110年前爆 发的超新星遗迹(暗爆发) 原因与爆发机制???
地球内部核心熔融状态的热源问题
rc 2 103 km
c 13g / cm3
T c 6 103 K
地球核心区蕴藏的总热量 地球全部地壳向外输送热流的速率：
关于核心坍缩型超新星爆发的争论
Buras et al., 2003, Phys. Rev. Lett., 90 No. 24, 241101 “Improved Models of Stellar Core Collapse and Still No Explosions: What is Missing?” M.Liebendö rfer, 2004, arXiv:astro-ph/0405029 “Fifty-Nine Reasons for a supernova to not Explode” Woosley: “如果利用更好的中微子物理、更加全面地考虑各种不 对称因素(例如，旋转、对流、磁场因素)和不稳定因素, 我相信再过几年，超新星爆发的模拟计算可能会取得成 功的” (on the conference AwR V, Sep. 2005, at Clemson University, USA)
源自文库
超亮超新星(SLSN)
m M 21 max 峰值光度的绝对星等 :
m M 20 通常的超新星的峰值光度的绝对星等 : max 东苏勃等人发现了迄今最亮的超亮超新星ASASSN-15lh (2015,9月):
爆发峰值光度后15天后它的光度仍然达到 2.2 1049 ergs / s (它是已知的最亮超新星光度的两倍),4个月内它的辐射能量达到
磁单极驱爆超新星等天体能源的统一模型
彭秋和 (南京大学天文系)
I. 天体物理学 中的 重大迷团
超新星爆发之谜
超新星分类(按爆发机制分类)
1. 核心坍缩型超新星(SNII、SNIb、SNIc , SLSN) SNII、SNIb、SNIc ( 长γ 暴的起源)、SLSN 前身星初始主序质量 :
(8 25), (30 60), (70 100), (150 500) m⊙
白矮星冷却之谜
绝大多数白矮星 : Teff (5,500K 40,000) K R 1104 km 白矮星典型半径: 4 L 4R2Teff 1031 ergs / s 典型光度: 白矮星内部无核能源：
白矮星内部蕴藏的总热能: 冷却时标 :
Tc 107 K
ET 10 ergs