Mô hình của một ngôi sao nổ, phát sáng trong lý thuyết tương đối rộng

Trong một bài báo trước đây, Adams, Cary và Cohen (1994) đã trình bày một mô hình của siêu tân tinh. Trong bài báo đó, các phương trình của lý thuyết tương đối rộng mô tả sự tiến hóa của một ngôi sao phát sáng đối xứng hình cầu đã được giải ở dạng phân tích. Sự tiến hóa của ngôi sao được xác định thông qua việc áp dụng các điều kiện biên tại tâm và tại rìa. Do những hạn chế trong mô hình tiền siêu tân tinh, chỉ chuyển động vào rất chậm của một lõi không ổn định, suy biến mới được xem xét. Giải pháp cũng bị hạn chế bởi yêu cầu phải loại trừ một thuật ngữ "chạy trốn", một thuật ngữ gia tăng theo hàm số mũ theo thời gian. Nếu không loại trừ thuật ngữ này, độ sáng sẽ tăng không giới hạn và khối lượng sẽ trở thành âm. Bài báo này trình bày một giải pháp hoàn toàn phân tích cho các phương trình của lý thuyết tương đối rộng mô tả sự tiến hóa của một siêu tân tinh loại II. Giáo sư S.E. Woosley đã tốt bụng cung cấp cho chúng tôi dữ liệu về các biến số vật lý của một ngôi sao tiền siêu tân tinh 12M₀. Trong mô hình của chúng tôi, lõi sụp đổ trong vòng 1 giây, để lại một di sản 1.3M₀. Ngay sau đó, 10.6M₀ được phóng ra đến vô tận, và 0.17M₀ được phát xạ dưới dạng neutrino. Khoảng cách từ rìa đến tâm tăng theo tỷ lệ với lũy thừa hai phần ba của thời gian. Độ sáng giảm theo tỷ lệ với lũy thừa nghịch đảo bốn phần ba. Mặc dù giải pháp chạy trốn đã được điều chỉnh bằng lớp vỏ nổ thay vì tĩnh, nó vẫn cần phải bị loại trừ bằng cách điều chỉnh các điều kiện ban đầu. Tính chất của nó được thay đổi từ một hàm số mũ sang một lũy thừa rất lớn (55) của thời gian. Việc loại bỏ một bậc tự do bằng cách loại trừ này dẫn đến các kết quả không có nghĩa về mặt vật lý như độ sáng âm. Việc bao gồm một thuật ngữ mô tả chuyển động của lớp vỏ do sự tương tác của neutrino cung cấp bậc tự do bổ sung cần thiết cho các kết quả hợp lý về mặt vật lý.