Ellipsar

Ellipsar

Loại đối tượng	Mô hình vật lý thiên văn lý thuyết
Dữ liệu quan sát (Kỷ nguyên (thiên văn học) cần thiết)
Xích kinh	cần thiết
Xích vĩ	cần thiết

Ellipsar là một mô hình lý thuyết trong vật lý thiên văn được đề xuất năm 2022 để mô tả các vụ nổ hình vòng (ring-like explosions) xuất phát từ các ngôi sao massive có hình dạng bị bẹt (oblate) do quay nhanh hoặc tương tác nhị phân. Thuật ngữ "ellipsar" là sự kết hợp giữa "ellipse" (hình elip) và "star" (ngôi sao), phản ánh các đường đồng mức mật độ hình elip của ngôi sao tiền thân trong các mô phỏng hai chiều đối xứng trục. Mô hình được giới thiệu bởi Marcus DuPont, Andrew MacFadyen và Jonathan Zrake trong bài báo đăng trên The Astrophysical Journal Letters.

Mô hình này thách thức các mô hình vụ nổ hình cầu hoặc dạng tia truyền thống bằng cách đưa vào tính không đối xứng của ngôi sao tiền thân, có khả năng giải thích một số hiện tượng tạm thời thiên văn mà không cần động cơ tia trung tâm.

Nền tảng

Các hiện tượng tạm thời thiên văn như siêu tân tinh và bùng nổ tia gamma (GRBs) thường được mô hình hóa dưới dạng vụ nổ điểm hoặc tia collimated từ các ngôi sao đối xứng hình cầu. Tuy nhiên, quan sát và các mô hình lý thuyết cho thấy nhiều ngôi sao massive (>8–10 khối lượng Mặt Trời) bị bẹt do quay nhanh hoặc chuyển khối lượng nhị phân.

Giả định mô hình

Mô hình ellipsar giả định một ngôi sao tiền thân massive với hình dạng spheroid oblate (tham số bẹt ε ≈ 0.05 là tối ưu), vụ nổ điểm ở lõi, và các mô phỏng thủy động lực học tương đối tính hai chiều đối xứng trục sử dụng mã SIMBI.

Công thức toán học

Các phương trình chính bao gồm ánh xạ mật độ oblate:

$R_{\epsilon }(\theta )={\frac {ab}{\sqrt {(a\cos \theta )^{2}+(b\sin \theta )^{2}}}}$

và các luật bảo toàn tương đối tính trong tọa độ cầu 2D.

Mô phỏng

Mô phỏng sử dụng mã SIMBI tăng tốc GPU, phương pháp Godunov bậc hai, lưới 5609 vùng radial và 4096 vùng góc.

Kết quả và ý nghĩa

Các mô phỏng cho thấy các vòng ejecta tương đối tính ở xích đạo (Γβ > 10 có thể đạt được), có khả năng tạo low-luminosity GRBs, siêu tân tinh relativistic và Fast Blue Optical Transients mà không cần tia. Các dấu hiệu dự đoán bao gồm afterglow phân cực và hình thái remnant thay đổi từ ring-like sang mildly prolate.

Hạn chế

Mô hình bị giới hạn ở 2D; chưa bao gồm từ trường hoặc hiệu ứng 3D. Tính đến năm 2025, chưa có bằng chứng quan sát trực tiếp.

Xem thêm

• Bùng nổ tia gamma
• Siêu tân tinh
• Hiện tượng quang học xanh nhanh

Liên kết ngoài

• Bài báo đầy đủ (IOPscience)
• Bản in trước trên arXiv
• Bản trên ResearchGate