Supernova Properties from Shock Breakout X-rays
我们调查的潜力,即将到来的龙虾空间天文台(由于大约2009年),以检测软X射线闪烁的冲击爆发超新星,主要是从II型事件。龙虾应该发现许多SN爆发闪光,虽然数字是敏感的河外气柱的不确定分布。X射线数据将比SN光变曲线的光学观测更严格地限制其祖先恒星的半径。我们预计蓝超巨星爆炸(SN 1987 A类似物)的出现,这将揭示这些暗事件的人口。我们还考虑如何的质量,爆炸能量,和吸收柱可以约束从X射线观测单独和光学确定的距离的援助。这些结论是使用已知的比例关系从以前的数值计算中推断出的,LOBSTER对爆炸的反应具有广泛的参数范围。我们评论了一小群0.2 < z < 0.8的闪光,它们应该作为XMM、Chandra和ROSAT积分中的瞬态背景事件存在。
2004-03-11 astro-ph
Supernova Shock Breakout from a Red Supergiant
大质量恒星在其核心的核燃料供应耗尽时会经历一次暴力死亡,导致灾难性的“核心坍塌”超新星。这样的事件通常在恒星爆炸后至少几天才被发现。银河演化探索者太空望远镜对超新星SNLS-04 D2 dc的观测显示,在超新星冲击波到达恒星表面之前,有一个辐射前兆,并显示了恒星在爆炸开始时的初始膨胀。紫外光变曲线的理论模型证实了这颗恒星的前身是一颗红超巨星,正如对这类超新星的预期。这些观测提供了一种方法来探测核心坍缩超新星的物理学及其祖先恒星的内部结构
2008-07-11 astro-ph
Shock Breakout in Core-Collapse Supernovae and its Neutrino Signature
本文采用新发展的Boltzmann中微子辐射输运算法,结合拉格朗日流体力学和自洽的高密度核物质状态方程,给出了一维核坍缩超新星动力学模型的结果。我们聚焦于激波爆发及其中微子特征,跟踪了11 M_sun、15 M_sun和20 M_sun祖核在坍缩和反弹后的前250毫秒的动力学演化。我们研究了中微子光谱,光变曲线,混合的人工不透明度的变化,能源集团的数量,弱磁性/反冲修正,核子-核子韧致辐射,中微子-电子散射,和核物质的可压缩性的物种的影响。此外,我们提出了第一个高分辨率的中微子辐射场的角分布在半透明制度和大半径,并探讨我们的切射线方法跟踪辐射脉冲在近真空中的自由传播的准确性。最后,我们折叠的效率和检测过程的现代地下中微子天文台的选择的紧急中微子光谱,并认为,提示电子中微子爆发从下一个银河系超新星在原则上是可观察的和有用的基本崩溃/超新星行为的诊断。虽然我们不是在这项研究中专注于超新星机制本身,但我们的模拟支持了理论结论(其他人已经得出),即当采用良好的物理和运输方法时,球形(1D)超新星不会爆炸。
2003-04-02 astro-ph
Shock Breakout in Type Ibc Supernovae and Application to GRB 060218/SN 2006aj
最近,在GRB 060218的早期X射线余辉中观察到一个软黑体成分,这被解释为来自下伏Ic型SN 2006 aj的祖先沃尔夫-拉叶(WR)恒星的厚风的冲击爆发。在本文中,我们提出了一个简单的模型来计算的特征量(包括能量,温度和持续时间)的冲击爆发的Ibc型超新星的核心崩溃的WR星周围的密集的风产生的瞬态事件。与没有强风的恒星相比,激波爆发发生在风区而不是恒星内部,这是由于风中的光学深度很大。我们发现,对于一个有密集风的WR星,超新星激波爆发产生的辐射的总能量比同一颗没有风的恒星大10倍以上。温度可能更高或更低,这取决于风参数。持续时间更长,这是由于恒星的有效半径增加,因为存在厚风。然后,我们将模型应用到GRB 060218/SN 2006 aj。我们发现,为了解释GRB 060218中观测到的黑体成分的温度和总能量,WR的祖先星必须具有不切实际的大核心半径(光学深度为20的半径),大于100 Rsun。尽管这个令人失望的结果,我们的模型预计将有重要的应用,在Ibc型超新星的观测中,冲击爆发的检测将提供重要的线索SNe Ibc的祖先。
2006-11-13 astro-ph
Nonthermal gamma-ray and X-ray flashes from shock breakout in gamma-ray bursts/supernovae
首次从一颗与伽马射线暴(GRB)有关的超新星GRB 060218/SN 2006 aj中探测到与瞬发伽玛射线同时发生的热X射线辐射。它被解释为起源于一个温和的相对论性,辐射为主的冲击波从周围的祖星密集的恒星风爆发。根据X射线和射电余辉,也有证据表明GRB 980425/SN 1998 bw中存在温和的相对论性喷出物。本文研究了冲击波爆发热光子与中等相对论性喷出物的重复体康普顿散射过程。在冲击波爆发过程中,一部分热光子会在冲击前物质和冲击物质以及温和相对论性喷出物之间反复散射,结果,热光子被提升到越来越高的能量。这种整体运动康普顿化机制将产生非热伽马射线和X射线闪光,这可以解释低光度超新星连接的GRB(如GRB 060218)中的瞬发伽马射线暴发射。已经开发了一个蒙特卡罗代码来模拟这种重复的散射过程,这证实了相当一部分的热光子得到“加速”,形成一个非热分量,具有主导的光度。这种对GRB 060218的非热辐射的解释可能意味着,在这些低光度的GRB中,通常来自高度相对论性喷流的内部激波辐射很弱,或者,在这类特殊的爆发中没有高度相对论性喷流。
2007-04-26 astro-ph
Probing Shock Breakout with Serendipitous GALEX Detections of Two SNLS Type II-P Supernovae
我们报告了GALEX偶然探测到超新星遗产调查发现的两颗z=0.185和0.324的II型平台(II-P)超新星(SNe)的快速(<1天)上升(>1等)紫外辐射。光学光度学和VLT光谱2周后,GALEX检测链接的紫外线发射的冲击爆发的时间开始。使用辐射流体动力学和非LTE辐射转移模拟,并从一个标准的红超巨星(RSG; II-P型SN祖星)恒星自洽地从主序演化到铁芯坍塌,我们模拟了冲击爆发阶段和随后的55小时。我们的RSG大气模型的小尺度高度表明,突破签名是一个热软X射线爆发(λ_peak ~ 90 μ m),持续时间<~ 2000 s。更长的持续时间是可能的,但需要一个扩展的和脆弱的非标准的信封,或一个非常密集的RSG风与\dot{M} ~ 10^(-3)Msun yr^(-1)。GALEX观测错过了发光(M_FUV ~-20)紫外爆发的峰值,但明确地捕捉到了发射的上升和随后长达2天的平台期。爆发后的紫外线明亮平台是我们模型的预测,其中光谱能量分布(SED)峰值从~100到~ 1000 μ m的移动和喷出物的膨胀都抵消了在此期间热光度从~10^11到~10^9 L_sun的下降。根据我们的研究观察到的检测效率,我们预测的突破检测率的GALEX时域调查。
2008-07-31 astro-ph
TeV Neutrinos and GeV Photons from Shock Breakout in Supernovae
我们表明,作为一个II型超新星冲击波爆发出它的祖星,它成为碰撞,并可能加速质子的能量>10 TeV。这些质子的非弹性核碰撞产生了TeV中微子和10 GeV光子的约1小时长的闪光,大约在冷却的中子星的热(10 MeV)中微子爆发后10小时。红超巨星中的银河系超新星将产生约10^{-4} erg/cm^2 s的光子和中微子通量。一个平方公里的中微子探测器将探测到约100个μ子,从而可以限制超新星模型和中微子性质。
2001-02-19 astro-ph hep-ph
Aspherical Core-Collapse Supernovae in Red Supergiants Powered by Nonrelativistic Jets
我们通过模拟红超巨星前身中的双极喷流驱动爆炸来探索喷流驱动超新星的观测特征。我们提出了四个模型的结果,其中我们在一个恒定的$10^{51}$尔格在所有的射流模型,但不同的射流的具体特征,以探索影响的性质的喷流的超新星喷出物的结构。我们将爆炸演化为激波爆发,并将超新星包层的准同系膨胀演化为红超巨星风。相反方向的,富镍喷流给出了一个大规模的不对称性,可以解释非球形激发和谱线的子结构,如H $α$和He I 10830 Xe。具有大部分动能的喷流以热能穿透原始包层,并引起爆炸,这在最早的时期被观察到是不对称的,与II型超新星的分光偏振测量不一致。具有较高热能分数的射流导致爆炸,其在大半径处大致为球形,但在较小半径处显著拉长,在喷出物内部深处,与偏振观测一致。我们目前的冲击爆发光变曲线表明,强烈的非球面冲击爆发是不兼容的最近{ \it GALEX}观测的冲击爆发的红超巨星。与观测结果的比较表明,射流必须有效地沉积其动能整个喷出物,而在氢信封。热能占主导地位的喷流满足这一标准,并产生了许多第二类超新星的观测特征。
2008-12-19 astro-ph
Infrared Echoes Reveal the Shock Breakout of the Cas A Supernova
(凝聚态)-斯皮策卫星在Cas A超新星遗迹周围偶然发现的红外回波为天文学家提供了一个独特的机会来研究回波物质的性质以及产生这些回波的爆发的历史和性质。位于距离SN ~15弧分范围内的所有回波都是由位于爆炸源正后方160 lyr(对应于残骸采用年龄的一半)距离处的尘埃热辐射延迟到达造成的。回波的光谱与一般漫射星际介质(ISM)的光谱不同,揭示了热硅酸盐颗粒,这些颗粒要么被随机加热到超过~150 K的温度,要么在该值的平衡温度下辐射。我们表明,超新星的光学光变曲线不能产生这样的光谱,因此不能产生回波。相反,我们发现,回波产生的强烈和短暂的爆发的极紫外-紫外辐射的光度约1.5E11 Lsun。回波云中红外发射区的平均H柱密度约为5E 17 cm-2。以约1 d的爆发时间给出约200 cm-3的云密度,典型的密集红外卷云。
2008-05-09 astro-ph
GRB060218: A Relativistic Supernova Shock Breakout
我们表明,GRB 060218的即时和余辉X射线发射,以及其早期(t<=1 d)光学紫外发射,可以用辐射介导的冲击传播通过致密祖星进入致密风的模型来解释。在这个模型中,当v/c=0.85的相对论性较弱的激波(携带几个10^49尔格的能量)到达风光球层(汤姆逊光球层)时,产生了瞬发热X射线辐射,在那里激波后的热辐射被释放,激波变得没有碰撞。采用这种解释的热X射线发射,随后的X射线余辉的预测,由于同步辐射和逆康普顿散射SN紫外光子的电子加速在碰撞冲击。早期的光紫外辐射也被预测,这是由于在激波通过时被加热到高温的恒星外δM ~10^{-3} M_sun包层的冷却。观测到的X射线余辉和早期光紫外发射都与该模型中预期的一致。对早期光紫外辐射的详细分析可以提供恒星表面附近密度分布的详细约束。
2007-06-03 astro-ph
Probing the Geometry of Supernovae with Spectropolarimetry
本文介绍了凯克天文台对年轻超新星进行的分光偏振测量的结果,其中包括至少一个主要超新星类型的例子:Ia(1997 dt),Ib(1998 T,1997 dq),Ib/c-pec(1997 ef),IIn(1997 eg)和II-P(1997 ds)。所有的天体都显示出内在偏振的证据,这表明非球面性可能是年轻超新星大气的共同特征。
1999-12-16 astro-ph
Type Ia Supernova Explosion: Gravitationally Confined Detonation
我们提出了大质量白矮星中Ia型超新星爆发的一种新机制。所提出的方案是从放松模型中的对称性假设,并涉及在开放的环境中产生的爆炸。爆炸开始于恒星物质的基本中心点火,引发爆燃。这种爆燃导致形成一个由热物质组成的被强迫驱动的气泡,以超音速到达恒星表面。气泡的破裂形成了强烈的压力波,横向加速了富含燃料的外层恒星。这些物质被引力限制在白矮星内,沿着恒星表面运动,并集中在与气泡破裂点相反的位置。这些核燃料流携带足够的质量和能量,足以在恒星表面上方引发爆炸。那一刻的流动条件支持爆炸,将焚化白矮星,并导致高能爆炸。恒星膨胀后的爆燃重新分配恒星质量的方式,确保生产的中间质量和铁族元素与观测一致。喷出物将具有强烈的层状结构,在早期爆燃阶段之后具有轻微的不对称性。这种不对称性,再加上由演化细节(主要是爆燃的能量学、爆炸的时间和前身的结构)决定的恒星膨胀量,可以预期会产生一个温和多样的Ia型超新星爆炸家族。
2004-05-08 astro-ph
From Shock Breakout to Peak and Beyond: Extensive Panchromatic Observations of the Type Ib Supernova 2008D associated with Swift X-ray Transient 080109
我们提出了广泛的早期光度(紫外到近红外)和光谱(光学和近红外)数据的超新星(SN)2008 D以及X射线数据分析相关的雨燕/X射线瞬态(XRT)080109。我们的数据跨越的时间范围为5个小时前的X射线瞬态检测到150天后,其检测和详细的分析,使我们能够得到的SN和其祖的性质的限制,在整个我们绘制与文献中提出的结果进行比较,并找到几个关键方面的不同。我们表明,XRT 080109的X射线光谱可以同样很好地符合吸收的幂律或约相等部分的幂律和黑体的叠加。我们的数据首先确定SN 2008 D是光谱正常的SN Ib(即,显示出明显的He线),并显示SN 2008 D具有相对较长的上升时间(18天)和适度的光学峰值亮度。SN的早期光变曲线主要是由冷却的恒星包层(Δt约为0.1- 4天,在蓝色波段最明显),然后是56 ^Ni衰变。我们构造了一个可靠的测量辐射热输出的剥离信封SN,并结合文献中的E_K和M_ej的估计,估计其可能的沃尔夫-拉叶祖星的恒星半径R_star。根据Waxman等的模型和Chevalier & Fransson的模型,我们分别得到R_star^{W 07}= 1.2+/-0.7 R_sun和R_star^{CF 08}= 12+/-7 R_sun,后者更符合典型的WN星。在最大光照后3个月和4个月获得的光谱显示双峰氧线,我们与偏离球对称,已建议为一些SN Ib核心的内部喷…
2009-06-17 astro-ph
Importance of Supernovae at z<0.1 for Probing Dark Energy
超新星实验表征暗能量需要一个精心设计的低红移计划,我们认为这是正在进行的/近期(如超新星遗产调查)和全面的未来(如SNAP)的实验。导出的标准为:一个以z=0.05为中心的超新星样本,包括150-500(在前一种情况下)和300-900(在后一种情况下)个测量良好的超新星。低红移的Ia型超新星在超新星距离-红移关系的宇宙学应用中扮演两个重要角色:作为哈勃图的锚点,以及作为可能的系统学的指标。宇宙学距离的固有简并性意味着300颗附近的超新星几乎饱和了它们的宇宙学杠杆作用,它们的最佳中心红移是z=0.05。这一结论是加强后,包括速度流和震级偏移系统。由于超新星群体漂移(演化)系统学的限制,宇宙学参数的偏差不可避免地增加了第二次使用的要求,约少于900颗超新星。
2007-02-20 astro-ph
Probing Dark Energy Inhomogeneities with Supernovae
我们讨论的可能性,以确定各向异性和/或不均匀的宇宙模型使用Ia型超新星的数据。在大范围的角尺度上搜索电流Ia型峰值幅度的相关性产生零结果。然而,同样的分析仅限于低红移的超新星,在大约40度的角标度下,在2 σ水平上显示出微弱的π关系。即将到来的数据,例如,SNLS(超新星遗留巡天)和SDSS-II(SDSS:斯隆数字巡天)超新星搜索将在不久的将来改善我们对可能的相关性的大小限制--或者可能检测到--在高红移的百分比水平上。利用建议的SNAP(超新星加速探测器)卫星的数据,我们将能够在小于一度的尺度上检测到Ia型峰值幅度上的引力透镜引起的相关性。
2008-06-30 astro-ph
Probing the gravitational well: No supernova explosion in spherical symmetry with general relativistic Boltzmann neutrino transport
我们报告的恒星核心的崩溃,反弹,和postbounce演化的13太阳质量的恒星在自洽的广义相对论球对称模拟的基础上玻尔兹曼中微子输运。我们的结论是,精确的中微子输运近似和忽略广义相对论效应并不是唯一导致之前无数次尝试在球对称中模拟超新星爆炸失败的原因。与牛顿引力下的模拟相比,广义相对论模拟的激波半径更小。然而,我们认为,在广义相对论的情况下,更高的中微子光度和均方根能量可能会导致更大的超新星爆炸能量。
2001-04-17 astro-ph
Optical Photometry of the Type Ia SN 1999ee and the Type Ib/c SN 1999ex in IC 5179
本文介绍了位于IC 5179星系的Ia型SN 1999 ee和Ib/c型SN 1999 ex的UBVRIz光变曲线。SN 1999 ee有一个非常好的采样光变曲线,从Bmax之前的10天到峰值之后的53天。在接近最大值时,我们发现用两个不同的望远镜测量的光度测量的系统差异约为0.05 mag,即使光度测量被减少到超新星周围相同的地方标准,使用每个仪器系统的特定颜色项。我们使用我们的带通和分光光度SN 1999 ee的模型,以获得震级校正(S-校正)和补救这个问题。这项工作表明,需要准确地表征仪器系统之前,伟大的光度精度Ia型超新星可以声称。它还表明,这种效应可以有重要的天体物理学后果,因为一个小的系统偏移0.02等的B-V色可以引入一个0.08等的误差在消光校正的峰值B的超新星的星等,从而导致有偏见的宇宙学参数。Ib/c型SN 1999 ex的数据为我们提供了有史以来第一次观测到的这类超新星的冲击爆发。这些观测结果表明,激波爆发发生在Bmax之前18天,支持了Ib/c型超新星是由于大质量恒星的核心坍缩而不是白矮星的热核破裂的观点。
2002-06-25 astro-ph
GRB 060218/SN 2006aj: A Gamma-Ray Burst and Prompt Supernova at z=0.0335
我们报告的成像和光谱定位的GRB 060218的低金属丰度矮星暴星系在z = 0.03345 +/- 0.00006。除了使它成为已知的第二个最近的伽马射线暴之外,光谱学揭示了在5720埃(0.1 c)附近最早发现的微弱的超新星状Si II,从爆发触发后1.95天开始。在爆发后1至26天之间获得的UBVRI测光证实了超新星光的早期上升,并表明如果将X射线光谱中早期出现的软成分理解为"冲击波爆发“,则在伽马射线暴和SN 2006 aj开始之间存在很短的时间延迟。总之,这些结果证实了大质量恒星死亡时软伽马射线暴的长期假设起源。
2006-05-22 astro-ph
Coping with Type Ia Supernova "Evolution" When Probing the Nature of the Dark Energy
对高红移Ia型超新星(SNe Ia)的观测为暗能量的存在提供了强有力的证据,而对高红移Ia型超新星进行进一步的精确观测是探索暗能量本质的最有希望的方法。我们讨论这样一个项目的关注之一-即应对超新星的演变。我们强调,超新星Ia的演化在一个重要的方面不同的那种已经挫败了一些过去的观测宇宙学项目的演化,我们概述了经验的策略,将考虑到它。本文还讨论了Ia超新星物理模型的支持作用。我们的结论是,由于超新星Ia演化的系统误差将是小的。
2001-09-05 astro-ph
Probing the Origins of Neutrino Mass with Supernova Data
我们研究II型超新星签名的中微子质量产生通过对称性破缺的范围从千电子伏到兆电子伏的尺度。导致对称性破缺的标量可以在超新星核心中热化并恢复对称性。标量衰变产生的中微子的平均能量大约是热中微子的一半,并且是玻色-爱因斯坦分布的。我们发现,即使没有超新星参数的详细知识,在超级神冈发现也是触手可及的。
2005-05-17 astro-ph hep-ph
Probing galaxy density profiles with future supernova surveys
在本文中,我们讨论的可能性,测量哈勃参数和星系密度剖面的斜率,利用未来的超新星数据。随着未来的超新星调查,如SNAP,大量的核心坍缩超新星将被发现,其中一小部分将被多次成像。对这些系统的像分离、通量比、时间延迟和透镜前景星系的测量将对星系晕的斜率提供严格的约束,并为其他关于哈勃参数的宇宙学测试提供补充和独立的信息。
2004-10-12 astro-ph hep-ph
Probing the curvature of the Universe from supernova measurement
本文研究了用超新星测量的光度距离立方修正来探测宇宙空间几何的可能性。我们用一个无限体积额外维的加速宇宙模型来说明,1 $σ$级超新星的结果表明宇宙是封闭的。
2004-11-10 astro-ph gr-qc hep-th
Prospects for probing the dark energy via supernova distance measurements
对Ia型超新星(SNe Ia)的距离测量表明,宇宙正在加速,并且三分之二的临界能量密度存在于具有负压的暗能量成分中。到Ia超新星的距离测量可以用来区分暗能量的不同可能性,如果它是一个演化的标量场,则可以重建标量场势。我们推导了重建方程,并通过蒙特卡罗模拟讨论了这种方法的可行性。
1999-06-24 astro-ph hep-ph
Probing supernova physics with neutrino oscillations
我们指出,太阳中微子振荡与大的混合角,证明在目前的太阳中微子数据有很强的影响,通过中微子观测诊断的战略,中微子驱动的超新星(SN)。这样的振荡会引起中微子能谱的显著变形,从而使我们能够获得SN中微子谱的其他无法获得的特征。我们证明了利用质子的带电电流反应,在大质量水切伦科夫探测器中观测来自银河系SN的bar{nu}_{e},可以确定非电子味中微子的温度和光度。
2002-07-26 astro-ph hep-ph
Probing neutrino oscillations from supernovae shock waves via the IceCube detector
本文分析了激波通过超新星时产生的随时间变化的中微子振荡信号,包括三个活跃中微子的情况和两个额外的惰性中微子的情况。它示出,即使没有味道识别和能量测量,详细的信息的中微子的质量和混合角可以获得与具有优良的时间分辨率的探测器,如冰立方。这样的信号也将提供有关超新星内部冲击波性质的重要信息。
2006-09-27 astro-ph hep-ex hep-ph
Probing Dark Energy via Neutrino & Supernova Observatories
提出了一种新的方法提取宇宙学演化参数,使用探测器而不是光:未来的观测扩散反中微子流量发射的核心坍缩超新星(SNe),结合从未来的SN调查提取的SN率。利用未来的中微子探测器,如富钆、百万吨级、水探测器或10万吨级液态氩探测器或液态闪烁体探测器,可以提取遗留的SN中微子微分通量。利用未来的精密观测站直接观测超新星爆炸,可以重建堆芯塌陷的超新星速率。我们的方法本身不能与基于光学的测量的准确性竞争,但可以作为一个重要的一致性检查以及补充信息的来源。该提案不需要构建专门的实验,而是依赖于为其他目的而提出的未来实验。
2006-07-10 astro-ph hep-ex hep-ph