Compton Dragged Gamma--Ray Bursts associated with Supernovae
提出表征伽马射线暴瞬发的伽玛光子是由相对论火球与密度很大的软光子浴相互作用产生的康普顿拖曳过程。如果伽马射线暴确实与超新星有关,那么爆炸的恒星可以提供足够的软光子,使辐射拖曳有效。该模型解释了伽马射线暴的基本性质,即总能量、谱的峰值频率和快速变化,效率可超过50%。在这种情况下,在相对论性无碰撞冲击中不需要粒子加速。此外,虽然坡印廷通量在加速外流中可能是重要的,但在伽马射线产生中不需要磁场。这个阻力也自然地限制了火球的相对论膨胀,使其伽玛小于10^4。
1999-11-19 astro-ph
Exploring the Physics of Type Ia Supernovae Through the X-ray Spectra of their Remnants
我们提出了一个正在进行的项目的结果,使用X射线观测Ia型超新星遗迹约束的物理过程中涉及的Ia型超新星爆炸。我们使用第谷超新星遗迹(SN 1572)作为基准案例,比较其观测到的光谱与模型的X射线发射从不同类型的Ia型爆炸产生的冲击喷出物。延迟爆轰模型与分层喷出物的积分光谱和残留物中的Fe和Si发射的空间分布都很好地再现了第谷。所有其他Ia型爆炸模型都失败了,包括三维计算的混合爆燃。
2005-06-23 astro-ph
The Imprint of Presupernova Evolution on Supernovae Remnants
Ia型超新星双星系统祖先的演化是高度不确定的。几个演化模型预测,物质在白矮星上的吸积伴随着以强大的风的形式从双星中喷出的物质,但在超新星遗迹形成的初始阶段,当超新星喷出物与超新星前风的相互作用可以测试时,很少有观测。在这里,我们提出了流体动力学模拟的超新星喷出物与周围介质的相互作用修改前超新星风。超新星爆炸时周围介质的结构对风历史的细节非常敏感,超新星遗迹的演化可能会在数千年内受到影响。我们已经发现,前向激波膨胀参数是区分几种风模型的一个很好的工具。超新星遗迹的演化,在环境介质的存在下,通过与前超新星风的相互作用而改变,不能用相似性解决方案来描述。我们还排除了简单的模型的基础上顺利合并与均匀密度的环境介质的拱星介质。
2001-06-21 astro-ph
Smoking Supernovae
超新星是尘埃的重要来源吗?“是一个有争议的问题。红外天文卫星(IRAS)和红外空间天文台(ISO)的观测只在超新星遗迹中发现了非常少量的热尘埃。在这里,我们回顾了使用亚毫米通用用户测辐射热仪阵列(SCUBA)对两个年轻银河系遗迹的观测,这意味着超新星产生了大量尘埃。尘埃与仙后座A残留物的关联是有问题的,因为前景物质的污染。在这篇文章中,我们比较了冷尘埃的排放与一氧化碳排放对开普勒的超新星遗迹。我们在亚毫米峰的位置检测到非常少的CO。从CO和尘埃云的质量进行了比较,我们估计3西格玛上限的气体尘埃比范围从25 - 65,这表明我们还不能排除新形成的或扫了星周尘埃开普勒的超新星遗迹。
2007-03-12 astro-ph
Light Curve Models of Supernovae and X-ray spectra of Supernova Remnants
我们比较了由M.Hamuy和D.Nadyozhin基于Litvinova-Nadyozhin(1985)分析拟合得到的观测良好的II型SN 1999 em的参数与我们的辐射水文代码Stella模拟得到的参数。对于长距离尺度,SN参数的差异相当大。应用于SN 1993 J模型的相同代码允许我们估计Clocchiatti等人(1995)提出的提取SN 1993 J前景消光的系统误差。介绍了一种新的隐式双温流体程序Supremna,它自洽地考虑了电离动力学、电子热传导和辐射损失,用于预测年轻超新星遗迹(如第谷和开普勒)的X射线谱。
2004-09-16 astro-ph
Simulating Supernovae Remnants in Gas Clouds
水螅$N$ -身体流体动力学代码已被修改为模型,从结束的Sedov阶段,超新星对周围介质的影响。其动机是研究能量反馈到星际/星系间介质。我们比较我们的结果超新星遗迹(SNRs)在一个统一的介质中以前的详细工作的后期演变的SNRs。该代码被发现再现的SNR的体积特性。结果上的影响,一个单一的中央信噪比普卢默云。动能的反馈和质量损失百分比可以以简单的方式用云质量和特征半径来参数化。从SNR返回到ISM的动能分数为$<3$ %。由于云势能的降低,气体从冷密相的去除和能量的增加至少与离开云的动能一样重要,如果不是更重要的话。
2000-01-11 astro-ph
A search for radio supernovae and supernova remnants in the region of NGC1569's super star clusters
我们利用1.4GHz和5GHz的MERLIN在不规则矮星系NGC1569中,特别是在其超星团A和B区域中寻找射电超新星(RSNe)和超新星遗迹(SNRs)。在整个NGC1569中,我们发现了大约5个RSNe和SNR,但SSC及其周围环境基本上没有非热射电源。尽管SSC中的许多大质量恒星预计已经爆炸,但与M82和它的许多SSC相比,A和B中及其附近没有RSNe和SNRs似乎在统计上是合理的。然而,在A和B中及其附近没有RSNe和SNR也可能是由于恒星风和超新星喷射物质的剧烈和湍流外流,这并没有为SSC内及其附近的SNR的发展提供安静的环境。
2001-11-12 astro-ph
On the Very-High-Energy Gamma Ray Spectra from Typical Supernovae Remnants
最近测量的VHE伽马射线光谱超新星遗迹(SNRs)的最佳拟合幂律指数截止。但是,这种特征并不发生在“膝盖等效”的能量,在VHE伽马射线谱预计反映“膝盖”,否则特征宇宙射线谱。在这篇文章中,VHE伽马射线的功能被解释为最近推导的量子效应的结果。该效应将“轨道能量”与“粒子态能量”区分开来,并要求粒子态能量在很高的能量下强烈依赖于引力势。基于这种效应和观测到的CR谱,得到了SNRs RX J1713.7-3946和RX J0852.0-4622与银河系中心脊的组合VHE伽马射线谱的紧密双参数拟合。
2008-09-21 astro-ph
Radio supernovae, supernova remnants and HII regions in NGC 2146 observed with MERLIN and the VLA
我们提出了一个高分辨率的5 GHz无线电连续谱的星爆星系NGC 2146与MERLIN和VLA,在搜索无线电超新星和超新星遗迹预计已经产生的最大质量的恒星在星爆。在5 GHz下,Glendenning & Kronberg(1986)早些时候在NGC 2146中央800秒内检测到了大约20个点源。我们用MERLIN和VLA进行了高灵敏度和高分辨率的观测,证实了18个源的探测,并解决了其中的7个。额外的1.6 GHz MERLIN观测揭示了9个与5 GHz处检测到的源位置一致的源,这使我们能够推导出它们的光谱指数。只有3个源的指数与超新星遗迹或射电超新星的同步辐射一致,而其他的则有非常陡峭的倒置光谱。我们认为,具有正光谱指数的源是具有高电子密度和高发射测量值(EM > 10^(7)cm^(-6)pc)的光学厚超致密和/或超致密HII区。最低能量要求表明,这些区域可能包含多达1000个等价的O 6型恒星。与M 82相比,星系NGC 2146缺乏大量的超新星遗迹。我们认为,NGC 2146正在经历一个比M 82更强的恒星形成爆发,但处于一个年轻的阶段。然而,我们也不能排除另一种可能性,即前景电离气体在1.6 GHz处有很强的自由-自由吸收,具有很高的发射测量值(EM > 10^(8)cm^(-6)pc),隐藏了一定数量的超新星遗迹,从而使某些源的观测光谱倒置。
2000-04-06 astro-ph
Compton Echoes from Gamma-Ray Bursts: Unveiling Misaligned Jets in Nearby Type Ib/c Supernovae
现在有令人信服的证据表明,长持续时间的伽马射线暴(GRB)和Ib/c型超新星(SNe)之间存在联系。这些核心坍缩爆炸被证明辐射与减速,相对论流出和unbeamed,各向同性组件与缓慢膨胀的恒星碎片相关的各向异性,光束组件。各向异性发射保持在非常低的水平,直到光束的多普勒锥与观察者的视线相交,使得离轴伽玛射线暴喷流只能在长波长和较晚的时间直接检测到。然而,星周物质将康普顿散射瞬发γ射线和余辉辐射通量,并产生反射回波。我们表明,康普顿回波的未对准的伽玛射线暴进行的X射线光度,可能超过了许多数量级的底层subrelativistic SN在最初的几个星期。因此,明亮的散射回波可能提供一种手段,用于检测与附近Ib/c型SNe相关的未对准GRB的种群,并产生关于大质量恒星死亡时周围环境的关键信息。是否解释GRB 980425作为一个普通的伽玛暴观察离轴是一致的X射线回波的缺乏的问题,以及在SN 1993 J,SN 1994 I,SN 1999 EM,和SN 2002 AP的可能存在的错位伽玛暴喷流导出的限制。
2004-05-06 astro-ph
Supernova Science with an Advanced Compton Telescope
伽马射线线发射是对Ia型超新星中发生的核合成的直接探测。在这项工作中,我们描述了丰富的信息,可从观测这种排放。海军研究实验室正在研究先进的康普顿望远镜设计,目标是建造一个能够探测到超过100 Mpc距离的超新星Ia的望远镜。我们描述的仪器的能力和正在解决的设计问题。我们假设一个超新星Ia率和量化的频率,先进的康普顿望远镜可以检测,区分和诊断Ia型超新星。从这些估计,我们认为,先进的康普顿望远镜将是一个强大的天体物理工具。
2000-12-04 astro-ph
A method to identify the companion stars of type Ia supernovae in young supernova remnants
我们提出了一种方法来识别的Ia型超新星(SNe Ia)的伴星在年轻的超新星遗迹(SNRs),通过识别不同的功能,由于Fe I出现在光谱中的吸收线。如果有足够量的Fe I留在喷出物中,向我们移动的Fe I原子会通过从基态的跃迁吸收光子,从而在伴星光谱中只留下蓝移成分的宽吸收线。要调查的Fe I在喷出物中的柱深度的时间演化,我们进行了流体动力学计算SNR扩展到均匀的环境介质,考虑到碰撞电离,激发,和光电离的重元素。结果表明,如果采用碳爆燃SN模型,在第谷SNR中的伴星在$λλ= 371.9935$ nm和385.9911 nm处的Fe I吸收谱线上具有可观测的特征。然而,这些特征可能会消失,采取另一种模型,发射几倍更强烈的电离光子从冲击外层。为了进一步探索自由膨胀喷出物中的电离状态,我们需要一个可靠的模型来描述外层的结构。
2006-02-27 astro-ph
Young core collapse supernova remnants and their supernovae
大质量超新星可以根据其质量损失量和恒星半径分为四类:大部分H包层完整的红超巨星(SN IIP),有一些H但大部分丢失的恒星(IIL,IIb),所有H丢失的恒星(Ib,Ic)和有大质量H包层的蓝超巨星(类SN 1987 A)。超新星爆发后的各个方面预计会以不同的方式发展,这取决于超新星的类别:超新星中的混合,中央致密物体的回落,任何脉冲星风星云的膨胀,与星周物质的相互作用,以及激波爆发辐射的光电离。观测到的年轻超新星遗迹的性质使它们中的许多可以被归入超新星类别之一;除了SN 1987 A类型之外,所有类别都有代表。在具有中央脉冲星的遗迹中,脉冲星的性质似乎与超新星类别无关。没有证据表明超新星类别形成了一个质量序列,就像在一颗恒星的演化场景中所预期的那样。年轻的脉冲星风星云膨胀成超新星喷出物的模型表明,脉冲星的初始周期为10-100毫秒,粒子能量和磁能近似均分。获得了脉冲星星云的年龄,包括3C 58的年龄为2400 pm 500 yr,这与SN 1181的起源不一致。没有证据表明质量回落在中子星的性质中起作用。
2004-10-11 astro-ph
Type Ia Supernovae and High Velocity White Dwarfs
我检查的假设,许多高速白矮星观察奥本海默等人。(2001年)是捐助星的残余物,从双星产生Ia型超新星通过“单简并”通道。如果这个通道对银河系Ia超新星的速率有很大的贡献,那么V>100 km/s的这种残骸的局部密度可能高达2.e-4/立方秒差距,与奥本海默等人发现的密度相当。这个白矮星种群与其他种群的不同之处在于它完全由单星组成。
2002-06-10 astro-ph
Prospects for SNIa Explosion Mechanism Identification Through Supernova Remnants
我们目前正在进行的工作,旨在使用超新星遗迹区分不同的Ia型超新星爆炸模型的第一个结果。计算了超新星喷出物与星际介质的流体动力学相互作用,得到了超新星喷出物的密度、温度和电离结构的演化。我们使用的喷出物配置文件从1D流体动力学计算不同的爆炸机制,目前正在辩论中。我们已经分析了最好的指标,允许区分不同的爆炸机制,考虑到多样性的方案提出的前超新星演化的二元系统,和不确定的数量的电子加热碰撞冲击。
2002-09-12 astro-ph
Circumstellar Nebulae in Young Supernova Remnants
超新星起源于大质量恒星,其爆炸介质已被其祖先的质量损失和紫外线辐射改变。超新星喷出物首先会与演化后期的祖先所流出的星周物质相互作用,然后再与星际物质相互作用。超新星遗迹中的星周星云可以通过其小的膨胀速度和高的[N II]/H $α$比值来诊断。在已知的年轻超新星遗迹中,星周星云似乎无处不在。这些星云可以与进化的大质量恒星周围的星云进行比较,以评估其超新星祖先的性质。在超新星和/或年轻超新星遗迹中观察到三种类型的超新星祖先考古文物:(1)临终喷出物,(2)星周星云,(3)星际气泡。这三种类型的例子。
2000-12-29 astro-ph
Discovery of X-Ray Emission from Supernova 1970G with Chandra: Filling the Void between Supernovae and Supernova Remnants
我们报告的发现X射线发射的SN 1970 G在M101,35年后爆发,使用深X射线成像与钱德拉X射线天文台。钱德拉ACIS光谱显示,发射是软的(<2 keV)和特征的反向冲击区。X射线亮度(1 x 10^37尔格/s)可能是由超新星(SN)激波与致密的星周物质相互作用引起的。如果这些物质是由起源恒星的恒星风沉积下来的,则推断其质量损失率为(2.6+/-0.4)x 10^-5 M太阳/年。利用SN 1970 G及其环境的高分辨率Chandra ACIS数据,我们从以前的ROSAT HRI、PSPC和XMM-Newton EPIC观测中重建了X射线光变曲线,并找到了爆发后12-35年期间L \propto t^-s的最佳拟合线性下降率,指数s = 1.7+/-0.6。SN 1970 G是X射线探测到的最古老的SN,它首次允许直接观测SN到超新星遗迹(SNR)阶段的转变。
2005-06-01 astro-ph
Radio Supernovae
在这篇文章中,我将简要地回顾目前的无线电观测附近的超新星及其残余物的状态。这篇评论将首先讨论附近核心坍缩超新星的射电光变曲线的观测,然后是最近对附近超新星及其残余物膨胀的甚长基线干涉观测的更详细的总结。后面的章节将集中讨论几个来源,即在M82、SN 1993J和最近的超新星SN 2004et中发现的。此外,我还将讨论在星暴星系的高度模糊的中心发现的许多超新星的无线电探测,如M82和Arp 220,在那里没有光学探测是可能的。
2006-11-10 astro-ph
Nickel Bubble Expansion in Type Ia Supernovae: Adiabatic Solutions
本文介绍了流体动力学和辐射流体动力学模拟的镍泡效应在Ia型超新星,比较结果的自相似的解决方案,并应用于观测Ia型超新星遗迹,特别强调第谷的SNR。
2008-06-20 astro-ph
Constraints on the Physics of Type Ia Supernovae from the X-Ray Spectrum of the Tycho Supernova Remnant
在本文中,我们使用高质量的X射线观测从XMM牛顿和钱德拉获得新的见解爆炸起源第谷的超新星433年前。我们进行了一个详细的比较从空间积分的超新星遗迹和目前的模型Ia型超新星爆炸的X射线光谱的喷出物排放。我们使用网格的合成X射线光谱的基础上的超新星遗迹和自洽的非平衡电离计算的状态的冲击等离子体的演化的流体动力学模型。我们发现,用动能为1.2e ~(51)erg的一维延迟爆轰模型很好地再现了第谷的X射线辐射的基本性质。我们测试过的Ia型爆炸的所有其他范例,包括一维爆燃、脉动延迟爆轰和亚克拉塞卡爆炸,以及三维计算的爆燃模型,都未能很好地近似观察到的喷出物排放。我们的研究结果要求超新星喷出物保留一定程度的化学分层,Fe峰元素内部的中间质量的元素。这强烈表明超音速燃烧锋(即,爆炸)必须在Ia型超新星爆炸的物理学的某个阶段参与。
2006-03-20 astro-ph
The Remnants of Intergalactic Supernovae
最近在丰富的星系团中发现了星系际Ia型超新星(SNe-Ia),它们可能是近年来通过各种示踪剂发现的星系际恒星星族的后代。我们估计的观测签名的相关SN残留(SNR)在不寻常的集群内介质(ICM)的环境。如果超新星-Ia在爆炸时仍然有星周介质(CSM),那么它们的残留物在光学上可以看到约100-1000年,其性质类似于年轻的星系SNRs。与星系SNRs相比,爆炸的喷出物与ISM相互作用,一旦它们的喷出物越过CSM并进入热而稀薄的ICM,星系团内SNRs在光学上就无法检测到。如果SNe-Ia有CSM,那么在室女星系团中应该有大约150个年轻的SNRs,L(H-α)大约为10^{35} erg/s,角大小大约为0.1“。我们调查的可能性,这SNR人口的成员可能最近被检测到,但不正确地识别为星系际HII地区。或者,如果室女座不存在星系间的光学信噪比,这将是SNe-Ia缺乏CSM的证据,并对祖先场景产生影响。不管CSM的存在与否,在室女座每平方度应该可以探测到大约10个较老的无线电信噪比,在1 GHz时的通量约为0.1 mJy。它们的角度大小、形态以及与遥远星系的光学关联的缺乏可以将它们与数量更多的背景人口区分开来。它们的探测将提供对星团内SN速率的测量。对SN 1980 I(可能是星系间室女座SN-Ia)的观测可以通过与我们早期对星系间SNR发展的预测进行比较来测试CSM的存在。
2005-06-30 astro-ph
Turbulence and particle acceleration in collisionless supernovae remnant shocks: II- Cosmic-ray transport
如果磁场被激波前体中加速粒子的流动有效地放大,超新星残余激波可能是能量超过膝盖($E\simeq3\cdot 10^{15} $ eV)的宇宙射线的起源。本文是\citep{pell05}的后续工作,它导出了这样产生的MHD湍流的性质,特别是它的各向异性特征、振幅和频谱。在本文中,我们计算的扩散系数,也占压缩通过冲击,并表明,预测的三维湍流谱$k_\perp S_{3\rm d}(k_\parallel,k_\perp)\propto k_\parallel^{-1}k_\perp^{-α}$(与$k_\parallel$和$k_\perp$的波数分量沿和垂直于激波法线)通常导致玻姆扩散在平行方向。然而,如果各向异性受到$k_\parallel \propto k_\perp^{2/3}$形式的关系的约束,当湍流能量级联以与尺度无关的恒定速率发生时,则扩散系数失去其玻姆标度和标度,如各向同性柯尔莫哥洛夫湍流。我们表明,这些扩散系数可以解释超新星遗迹的X射线观测结果。本文还计算了由于宇宙线在产生上游湍流时损失的能量和伴随的能谱陡化对费米循环的修正。最后,我们证实宇宙线在年轻的SNr中自由膨胀阶段可以产生一个放大的湍流,使得在星际介质的暖相,最大能量接近于膝点,谱指数接近于2.3
2006-03-17 astro-ph
Thermal X-Ray Emission from Shocked Ejecta in Type Ia Supernova Remnants II: Parameters Affecting the Spectrum
Ia型超新星留下的超新星遗迹为研究这些神秘天体提供了极好的机会。在以前的工作中,我们表明,这是可能的,使用年轻的Ia型超新星遗迹的X射线光谱,探索Ia型超新星的物理和确定这些爆炸的相关机制。我们的模拟技术是基于流体动力学和非平衡电离计算的网格Ia型爆炸模型与周围的环境介质的相互作用,再加上一个X射线光谱代码。在这项工作中,我们探讨了两个关键参数的喷出物的X射线光谱的形状的影响:周围的超新星祖周围的环境介质的密度和无碰撞电子加热的效率在反向冲击。我们还讨论了最近的Ia型超新星爆炸的X射线光谱的背景下,年轻的SNRs的三维模拟的性能。我们发现一个更好的协议与观测Ia型超新星模型分层喷出物比三维爆燃模型混合喷出物。我们的结论是,我们的网格Ia型超新星遗迹模型可以提高我们对这些对象的理解,以及它们与产生它们的超新星的关系。
2005-01-14 astro-ph
Radio Emission from Supernovae
我认为无线电发射从显着的SN 1998 bw。Ni-56和Co-56衰变产生的γ射线通量的康普顿散射电子自然解释了观测到的射电源的温和相对论扩展及其双峰历史。这样的模型需要一个周围的等离子体,也许是由超新星的前身产生的,它与非相对论碎片的相互作用可以解释观察到的X射线源。无线电频谱似乎是自吸收的。这种解释决定了亮温,因此也决定了辐射电子的能量,这意味着一个惊人的大磁场。试图通过将光谱解释为逆韧致辐射吸收的结果来避免这一结论,并不会导致明显较低的场。大的推断场可能有几种解释:来自中央脉冲星的辐射,湍流流体动力发电机或非球面康普顿电流,但来自超新星祖先的冻结场是不够的。讨论了电子-离子和粒子-场的均分问题。康普顿电子也解释了SN 1987 A斑点的膨胀速度。
1999-04-12 astro-ph
Turbulence and particle acceleration in collisionless supernovae remnant shocks: I-Anisotropic spectra solutions
本文研究了加速宇宙射线流在冲击波前驱体中激发的MHD湍流的性质。两个公认的制度(非共振和共振)的流不稳定性考虑在内。我们表明,非共振不稳定性是非常有效的,通过其增长和非线性传输之间的平衡饱和。然后宇宙射线共振不稳定性接管并被通过激波的平流淬灭。如果激波速度$V_{\rm sh}$大于$ξ_{\rm CR} c$的几倍,则湍流水平由非共振区决定,其中$ξ_{\rm CR}$是宇宙射线压力与激波动能的比值。这种不稳定性决定了谱与$k_\parallel$(沿激波法线的波数)的相关性。Alfvén波的横向级联同时决定了$k_{\perp}$的依赖性。我们还研究了前向波和后向波之间湍流能量的重新分配,这是通过两个阿尔文波和一个慢磁声波的相互作用而发生的。最后发现最长波长处的光谱几乎与$k_{\parallel}^{-1}$成正比。下游,各向异性通过激波交叉处的压缩而进一步增强。
2006-03-17 astro-ph
The radio spectra of the compact sources in Arp 220: A mixed population of supernovae and supernova remnants
我们报告的第一次检测在多个无线电波长(13,6和3.6厘米)的紧凑型源内的两个核的超发光的大红色星系Arp 220。我们提出了18个检测源的无线电频谱。在刚刚超过一半的来源,我们发现,这些光谱和其他属性是一致的标准模型的强大的IIn型超新星与他们的爆炸前的恒星风相互作用。这些超新星事件中新射电源的出现率表明,Arp 220中异常大部分的核心坍缩超新星是高度发光的;这可能意味着与星系盘相比,恒星的初始质量函数或恒星演化完全不同。另一种可能的解释是,占空比约为10%的非常短(约3 × 10^5年)的强烈(约10^3 M_Sol年^-1)恒星形成期。第二组我们检测到的源,包括最亮和最长的监测源在18厘米不容易适合无线电超新星模型。这些源显示出从-0.2到-1.9的光谱指数范围。我们认为这些是年轻的超新星遗迹,它们刚刚开始与周围密度在10^4 ~ 10^5 cm^-3之间的ISM相互作用。这些来源之一可能是解决了在3.6厘米波长与直径0.9 pc。在西核,我们估计ISM的电离成分引起前景自由-自由吸收,沿着大部分视线在18 cm处的不透明度<0.6。其他光源可能会受到不透明度在1至2范围内的吸收的影响。这些值与以前的模型是一致的,适合无线电复合线和连续谱。
2006-12-11 astro-ph
Particle Acceleration and Gamma-Ray Production in Shell Remnants
在TeV伽马射线中观测到了一些邻近北半球的壳型超新星遗迹(SNRs),但迄今为止还没有发现。这一失败要求对SNR的伽马射线发射的理论论据进行批判性的重新评估。本文用全动力学理论讨论了壳型固体火箭发动机中的扩散激波加速问题。重点也给出了VHE伽马射线生产由于SN祖发现自己在环境条件下可能存在的问题。观测上限的伽马射线通量的理论预测进行了比较。本文讨论了TeV能量下电子感生逆康普顿γ射线发射的X射线幂律连续体观测的经验参数与来自相同物体的核子π-零衰变发射的关系。最后,一个点是最简单的情况下,超新星Ia,预计爆炸在一个统一的拱星介质。这里特别是最近探测到的SN 1006的南半球残骸与第谷的SNR进行了比较。根据两个遗迹的假设参数,SN 1006被初步确定为TeV伽马射线发射主要由逆康普顿辐射的遗迹。第谷可能是一个占主导地位的π零衰变伽马射线源。
1997-11-18 astro-ph
No cold dust within the supernova remnant Cassiopeia A
最近有报道称,在原型II型超新星遗迹仙后座A中存在大量(约3个太阳质量)冷(18 K)尘埃。我们的结论是,II型超新星中的尘埃产生可以解释为什么在大爆炸后的7亿年内,在最遥远的类星体中观测到的大量尘埃(10^8太阳质量)就产生了。然而,星际物质的前景云,使对早期Cas A亚毫米观测的解释变得复杂。在这里,我们报告的远红外和分子线观测表明,大多数检测到的亚毫米发射来自星际尘埃的分子云复杂位于地球和Cas A之间的视线,因此没有关联的残余。II型超新星产生大量尘埃的论点并没有得到Cas A的支持,之前似乎为这种可能性提供了最好的证据。
2004-12-03 astro-ph
High Energy Neutrinos from Gamma-Ray Bursts with Precursor Supernovae
在伽玛射线暴之前,超新星遗迹壳层中的质子-质子和光-介子相互作用产生的高能中微子信号为伽马射线暴的前体超新星或超新星模型提供了一个测试。超新星遗迹壳层中的质子,以及从超新星爆炸或来自快速旋转中子星遗迹的脉冲星风中捕获的光子,为逃离伽马射线暴内部冲击的质子提供了充足的目标,以相互作用并产生高能中微子。我们计算了预期的中微子通量,这些通量可以通过当前和未来的实验检测到。
2003-06-23 astro-ph hep-ph
On the Influence of Supernova Remnant Thermal Energy in Powering Galactic Winds
经典的椭圆星系超新星驱动风模型的基本原则是,所有超新星遗迹(SNR)的剩余热能提供足够的能量来克服剩余星际气体的束缚能,从而驱动全球星系风。我们重新审视模型预测的这个时代的风喷射t_GW,突出了迄今为止低估的敏感性所采用的残余热能形式主义,并说明情况下,以前的工作可能大大高估了t_GW。仅基于化学演化的论点,提出拒绝暗物质分布类似于球体中的发光成分的假设,被证明是脆弱的。最后,预测丰富的星团内气体在风阶段的集群椭圆,其关系到选择SNR内部热能演化方案,是解决。尽管以前的风模型的成功,我们的研究结果仍然提出了问题的正确性,迄今为止使用的简单的分析方法,并暗示,在未来应采用更合适的技术。
1994-10-11 astro-ph
Young Collapsed Supernova Remnants: Similarities and Differences in Neutron Stars, Black Holes, and More Exotic Objects
Ia型超新星被认为是完全爆炸的,没有留下浓缩的残余物,只有一个膨胀的外壳。其他类型的超新星被认为涉及核心坍缩,并预计会留下一个凝聚的残余物,这可能是一个中子星或黑洞,或者只是可能,更奇特的东西,如夸克或奇异星,裸奇点,冻结星,虫洞或红洞。事实证明,在没有中子星的高度规则脉冲星特征的情况下,要确定哪种类型的凝聚残余物已经形成是非常困难的。我们考虑了两个标准候选者之间可能存在的观测差异,以及更具投机性的替代方案。我们根据凝聚态残余物是否具有三个主要特征对它们进行分类:1)硬表面,2)事件视界,3)奇点。黑洞和中子星在这三个标准上都不同。一些不太经常被考虑的替代物是“中间的”,在这个意义上,它们具有黑洞的一些特征和中子星的一些特征。这种可能性使得区分各种可能性变得更加困难。
2000-12-09 astro-ph
H.E.S.S. upper limits for Kepler's supernova remnant
开普勒超新星遗迹(G4.5+6.8)的H.E.S.S.观测给出了2004年和2005年总寿命为13 h望远镜阵列。来自广泛的空气簇射的切伦科夫辐射的立体成像用于重建入射伽马射线的能量和方向。没有证据表明从残骸的方向有非常高的能量(VHE:>100 GeV)的伽马射线信号,在230 GeV - 12.8 TeV范围内的能流上限(99%置信水平)为8.6 x 10^{-13} erg cm^{-2} s^{-1}。在现有的理论模型中,缺乏可探测的伽马射线通量意味着至少6.4千秒差距的距离。相应的上限为0.7 cm^{-3}的周围物质的密度推导出来。有了这个距离限制,并假设光谱指数Gamma = 2,加速质子的总能量被限制在E_p < 8.6 x 10^{49} erg。在同步加速器/逆康普顿框架中,外推由RXTE在10和20 keV之间测量的能量的幂律,从逆康普顿散射预测的伽马射线通量低于大于52 μ G的磁场值的测量上限。
2008-06-20 astro-ph
Cosmic ray acceleration at blast waves from type Ia supernovae
本文计算了Ia型超新星在膨胀到均匀星际介质(ISM)中的年轻残骸处的宇宙线(CR)加速度。采用准平行磁场,在随激波膨胀的随动球网格中求解气体动力学方程和粒子分布函数的扩散对流方程。计算中考虑了自激Alfven波引起的Bohm型扩散、这些波在前驱体中的漂移和耗散以及热漏注入。由于磁场被CR流不稳定性放大,在几千年前的年轻超新星遗迹(SNRs)中,粒子能量可以达到10^{16}Z eV。到那时,转移到CR组件的爆炸能量的分数渐近线为40- 50%。对于一个典型的SNR在温暖的ISM,加速CR能谱应表现出凹曲率与幂律斜率平坦从2到1.6在E>0.1 TeV。
2007-01-02 astro-ph
Simulating Anisotropic Thermal Conduction in Supernova Remnants, Implications for the Interstellar Medium
我们提出了大量的二维半模拟超新星遗迹扩展到星际介质具有一定范围的密度,温度和磁场强度。产生的热气体的体积强烈地依赖于热传导和磁场的包含。热气体的四个体积和三个区域已经被编目,它们对星际参数的依赖性也被记录下来。超新星喷出的放射性物质的模拟线宽也被编入目录。
2007-11-14 astro-ph
Gamma-ray production in supernova remnants
大部分高达100 TeV的宇宙射线被认为是在超新星冲击时被一阶费米机制加速,产生幂律谱。电子和质子都应该被加速,但它们的加速比还不清楚。最近,康普顿伽马射线天文台的EGRET仪器观测到了能量为GeV的超新星遗迹IC 443和$γ$ Cygni。假设观测到的伽马射线是由残骸中的加速粒子产生的(而不是,例如,从一个中心紧凑的对象),我们模型的贡献,由于介子生产,韧致辐射,逆康普顿散射的宇宙微波,弥漫的银河辐射,和本地产生的辐射场。在电子和原子核的光谱指数相同的情况下,截止值为80 TeV,我们发现加速粒子的光谱指数接近2.4,电子与质子的比率在0.2至0.3的范围内,给出了一个很好的拟合所观察到的光谱。对于较低的截止能量,更平坦的光谱是可能的。我们还研究了电子谱比原子核谱陡的情况。我们讨论了我们的结果的影响,在空气簇射能量的观测,和宇宙射线的传播。
1997-07-23 astro-ph
Kepler's Supernova Remnant: The view at 400 Years
2004年10月是观测SN 1604的400周年纪念日,现在的标志是一个膨胀的星云,被称为开普勒超新星遗迹。在历史上少数超新星的遗迹中,开普勒的遗迹仍然是最神秘的。超新星的类型,以及爆炸的恒星的类型,仍然是一个有争议的问题,甚至到残骸的距离也不确定。随着新的和改进的多波观测的出现,以及观测的时间基线越来越长,开普勒的超新星遗迹正在慢慢揭示它的秘密。我回顾最近和目前的观测开普勒的超新星遗迹和他们表明这个有趣的对象。
2004-10-04 astro-ph
Gamma-ray Production in Supernova Remnants
超新星遗迹被广泛认为是银河系宇宙射线的主要来源,由遗迹周围的扩散激波加速产生。这篇评论讨论了最近的建模如何这样的高能粒子可以通过与残余物的环境星际介质的相互作用,特别是通过中性π衰变,韧致辐射和逆康普顿发射产生伽马射线。EGRET不明来源和已知的无线电/光学/X射线发射残余物之间的关联的少数预测进行了总结。停止加速超过1 TeV - 10 TeV的能量在年轻的壳型遗迹是至关重要的模型与惠普尔的TeV上限的一致性,这些意见提供了重要的诊断理论模型。
1997-11-17 astro-ph
On type Ia supernovae and the formation of single low-mass white dwarfs
关于Ia型超新星(SNe Ia)的前身仍然存在相当大的争论。同样地,对于质量小于0.5兆太阳的单个白矮星如何在磁场中形成也没有达成一致,尽管它们是已知存在的。我们考虑是否单一的低质量白矮星(LMWD)可能已经形成的双星系统中,他们的同伴已经爆炸作为一个超新星Ia。在这个模型中,观测到的单个LMWD是巨分支供体星的残余物,其外壳已被超新星爆炸剥离。我们调查可能的残余超新星Ia,包括爆炸的影响,对信封的捐助明星。我们还使用进化的参数来研究单个LMWD的替代形成通道。此外,我们还计算了Ia超新星潜在遗迹的预期运动学。Ia型超新星在巨分支供体星的系统中自然可以解释单个LMWD的产生。似乎很难用任何其他形成机制来解释观测结果,特别是对于那些质量小于~0.4 Msun的单个LMWD。独立于这些结果,我们发现,一个潜在的有用的人口含有单一的LMWDs的运动学与我们的模型是一致的。研究残余白矮星的运动学似乎是研究超新星Ia祖先的一种有前途的方法。单LMWD的存在似乎构成了在具有红巨星供体星的双星系统中产生Ia超新星的证据。其他具有更高空间速度的单个白矮星支持了第二个可能占主导地位的Ia超新星祖先群体,其中包含爆炸时的主序星或次巨星供体星。逃逸星LP 400 -22和US 708表明,在施主星是热亚矮星的系统中,某些Ia型超新星可能存在第三个形成通道。
2008-11-17 astro-ph
Type Ia Supernovae: Toward the Standard Model?
在这篇简短的评论中,我认为最近的发展支持这样的猜想,即Ia型超新星(SNe Ia)是单简并双星系统中的克拉塞卡质量碳氧白矮星的完全破坏。在这个标准模型的背景下,超新星Ia的观测多样性的原因,和年轻的超新星Ia的残余模型的影响,进行了简要讨论。
2000-12-13 astro-ph
Neutrinos from Supernovas and Supernova Remnants
超新星(SN)和超新星遗迹(SNR)在星系中具有重要作用,但它们的物理描述仍然不完整。因此,研究中微子辐射对更好地理解SN和SNR是有意义的。我们将讨论:(1)SN 1987 A的核塌缩产生的~10 MeV热中微子,可以通过几个现有或计划中的实验观察到。(2)10-100 TeV的中微子预计从银河SNR(特别是从RX J1713.7-3946)未来的水下中微子望远镜的目标。
2005-08-05 astro-ph
Asymmetric Explosions of Type Ia Supernovae
热核超新星锋面的燃烧速度可用分形燃烧模型描述。我们研究了磁场对近偶极磁场作用下白矮星波前分形的影响,发现膨胀等离子体的速度场具有内在的不对称性。对于白矮星表面10^8-10^9 G的磁场,并假设中心附近的磁场大约是中心的10倍,我们发现在ρ ~ 10^8 g cm^(-3)处的速度场> 10- 20%的不对称性,产生于遗迹的磁极和赤道轴之间。这种效应可能与从非常年轻的Ia超新星遗迹(例如:SN 1999 by)的分光偏振观测中推断出的非球面性有关。在目前的工作中,我们分析的不对称性与组成的白矮星的祖先。
2002-08-27 astro-ph
Pulsar Wind Nebulae and Their Supernovae
包含脉冲星风星云的年轻超新星遗迹为超新星的内部和与周围介质的相互作用提供了诊断,提供了将这些物体与超新星类型联系起来的机会。在观测到的年轻星云中,有证据表明存在一系列超新星类型,包括IIP型(蟹状星云和SN 1054)和IIb/IIn/IIL型(G292.0+1.8)。
2003-10-24 astro-ph
Thermonuclear supernova explosions and their remnants: the case of Tycho
我们建议使用的热X射线发射的年轻超新星遗迹(SNRs)起源于Ia型超新星(SNe),以提取有关的信息爆炸机制。我们专注于数值1D和3D爆炸计算之间的差异,以及这些差异可能对年轻的SNR的影响。我们使用第谷超新星(SN 1572)的残骸作为测试案例,与我们的预测进行比较,讨论允许接受或放弃给定模型的观测特征。
2003-09-03 astro-ph
Supernova Blastwaves in Low-density Hot Media: a Mechanism for Spatially Distributed Heating
大多数超新星预计会在低密度的热介质中爆炸,特别是在星系凸起和椭圆星系中。这些超新星的残骸虽然很难单独探测,但在大规模加热介质方面可能非常重要。我们描述了这种超新星遗迹的演化,基于解析近似和流体动力学模拟。我们概括了标准的Sedov解决方案,以考虑周围介质的温度和密度效应。虽然冷却可以忽略不计,但由于扫掠的热能变得重要,这种残余物的膨胀迅速偏离标准Sedov解,并渐近地接近环境声速。残余物在大体积上相对稳定和快速的膨胀提供了空间分布加热的理想机制,这可能有助于减轻星系群和星系团以及星系本身中热气体的过冷问题。模拟是用FLASH代码进行的。
2005-04-13 astro-ph
Search for 1.809 MeV Emission of 26Al from nearby Supernova Remnants using COMPTEL
我们报告的负面结果,我们的搜索在COMPTEL数据为1.809兆电子伏的伽马射线线发射从四个本地化的地区,其中包含附近的超新星遗迹(SNRs)。发现通量上限(2 Sigma)在1.4* 10 e-5至2.4* 10 e-5光子/s/cm/cm的范围内。这些上限并不严重限制理论26铝产量从个别核心坍缩超新星由于大的不确定性的SNR距离和祖星的性质。
1996-04-11 astro-ph
The Imprint of Presupernova Winds on Supernova Remnant Evolution: Towards More Realistic Models for Type Ia Supernova Remnants and their Spectra
超新星遗迹通常是根据超新星喷出物与恒定密度环境介质或恒定超新星前风产生的星周介质相互作用的流体动力学模型进行分析的。然而,在超新星爆发前阶段,高能风的喷射改变了周围的介质结构,从而改变了早期超新星遗迹的演化。我们已经分析了年轻的Ia型超新星遗迹的演化,侧重于超新星遗迹结构上的超新星前风的历史和爆炸机制的影响的印记。我们已经发现,在不超过几百年的年代,遗迹的演化对爆炸机制最为敏感,而超新星爆发前的历史则在更晚的时期,即在Sedov阶段开始之前,显示出它的影响。
2002-02-04 astro-ph
Broadband Radiation from Primary Electrons in Very Energetic Supernovae
一类能量很高的超新星(hypernovae)与长伽马射线暴有关,特别是能量较低但频率较高的伽马射线暴。即使在没有伽马射线暴的情况下,超新星似乎也与温和的相对论性喷流或外流有关。在这里,我们考虑带电粒子的辐射加速在这种温和的相对论流出的动能~10^{50}尔格。所考虑的主要加速电子的辐射过程是同步辐射同步辐射和同步光子的逆康普顿散射(同步辐射自康普顿; SSC)和超新星光子的逆康普顿散射(外部逆康普顿; EIC)。在软X射线区,SSC和EIC通量都可以是主要成分,但由于它们非常不同的光谱形状,应该很容易区分它们。当进入电子的动能的比例(ε_e)大时,SSC被认为是重要的;否则EIC将占主导地位。EIC通量相当高,几乎与ε_e无关,为XMM-Newton和Chandra等X射线望远镜提供了良好的目标。在GeV的γ射线区,EIC是主要的辐射过程,γ射线大面积空间望远镜(GLAST)应能探测电子的能谱ε_e值及其最大加速能。加速的质子还通过由质子和空气电离过程产生的次级电子产生光子辐射。我们发现,在一个显着的参数范围内的质子组件一般是不太突出的比初级电子组件。我们讨论了探测的X射线和GeV签名的轻度相对论流出的超新星的前景。
2008-08-12 astro-ph
Energy Input and Mass Redistribution by Supernovae in the Interstellar Medium
本文给出了超新星遗迹演化及其对星系团和球状星团演化影响的数值研究结果。我们发现,诸如环境的密度和金属丰度等参数显着影响遗迹的演化,从而改变其对全球环境的影响(例如,球状星团、星系)作为热能和动能的来源。我们进行了我们的研究,使用一维流体动力学代码,在其中,我们实现了金属丰度依赖的冷却功能。全球时间相关的数量,如总动能和热能和径向范围计算的参数集的网格。计算的量是总能量、动能、热能、径向范围和质量。我们区分了热的、稀薄的气泡和冷的、致密的壳层,因为这两个阶段在气体-恒星系统中的作用是不同的。我们还提出了幂律适合这些数量作为一个功能的环境参数后,广泛的冷却已经停止。幂律拟合使改进的超新星能量输入和物质再分配(包括当地条件的影响)在银河系/球状星团模型中的简单纳入。我们的结果为超新星遗迹的能量在其扩张的后期阶段给出的总能量范围从9 e49至3e 50尔格,与一个典型的情况是1 e50尔格,取决于周围的环境。大约8.5e49尔格的这种能量可以以动能的形式存在。超新星在星际介质的演化中起着重要的作用
1997-06-17 astro-ph
A Second UV "Light Bulb" behind the SN 1006 Remnant
在SN~1006中心东北方向9弧分处有一个X射线点源,它的红移为0.335,被光谱鉴定为背景类星体。该天体亮度适中,视星等V=18.3。如果它的紫外光谱是典型的低z类星体,这个物体将是第二个(在施韦泽-米德尔迪奇星之后)用于SN 1006内物质吸收光谱的来源。吸收光谱提供了一个独特的探测器,可以探测超新星遗迹中未受冲击的喷出物,并有可能解决Ia型超新星遗迹中长期存在的“缺失”铁的问题。
1997-07-22 astro-ph
The Evolution of Supernovae in the Winds of Massive Stars
我们研究了超新星遗迹在星周介质中的演化过程。这种相互作用的性质进行了研究,并详细研究了35 $\msun$星的具体情况。在这种情况下,SN冲击波的演变可能与其他在风吹气泡中演变的SNR有关,特别是SN 1987 A。
2004-03-08 astro-ph
Analytical solutions for energy spectra of electrons accelerated by nonrelativistic shock-waves in shell type supernova remnants
最近从一些年轻的壳型超新星遗迹中观测到的硬X射线和极高能γ射线表明,对相对论性电子的能谱进行详细的定量研究是非常重要的。相对论性电子是通过扩散激波加速,伴随着通过同步辐射和逆康普顿散射产生的强烈非热辐射而形成的。目的{本文的目的是推导出描述冲击加速电子能量分布的动力学方程的精确渐近解,该方程的扩散系数与能量的关系是任意的。%方法{在低能量和很高能量区域的渐近解与在中间能量范围的数值计算相结合,允许对整个能量区域的电子能谱的解析表示。}在假定电子的能量损失主要由同步辐射冷却决定的情况下,我们导出了不受扩散系数限制的电子的精确渐近谱。我们还得到了简单的解析近似,它描述了由同步辐射和逆康普顿散射引起的激波加速电子的非热辐射能谱,其精度优于10%。这些结果可用于解释壳型超新星遗迹的X射线和γ射线观测,以及其他非热高能源群体,如微类星体和活动星系核的大尺度同步加速器喷流。
2007-10-26 astro-ph
Tests for supernova explosion models: from light curves to X-ray emission of supernova remnants
成功的理论超新星爆炸模型应该能够解释超新星在任何演化阶段的任何特征。我们从两个不同的角度检查几个模型。利用多频辐射水文程序STELLA计算了伽马、辐射热和宽带UBVI光变曲线。然后,我们使用相同的模型来计算年轻超新星遗迹的发射。在这里,我们提出了新的图的伽马射线光度从几个超新星Ia模型和重新计算的辐射热和UBVRI光变曲线的模型13 C的SN 1993 J。
2003-09-04 astro-ph
Radio to Gamma-Ray Emission from Shell-type Supernova Remnants: Predictions from Non-linear Shock Acceleration Models
超新星遗迹(SNRs)被广泛认为是银河系宇宙射线的主要来源。这种高能粒子可以通过与周围等离子体的相互作用产生伽马射线和低能光子。本文介绍了用蒙特卡罗模拟方法对壳状信噪比中非线性激波结构和加速度与光子辐射耦合的模拟结果。这些非线性是加速的宇宙射线对冲击等离子体的动力学影响的副产品,并导致偏离纯幂律的宇宙射线分布。这种偏差对加速效率和光谱考虑至关重要,产生的GeV/TeV强度比与测试粒子的预测完全不同。SNR扩展的Sedov标度解用于估计输入到蒙特卡罗模拟的重要冲击参数。我们计算离子和电子的分布,产卵中性π衰变,韧致辐射,逆康普顿,和同步辐射,产生完整的光子光谱从射频的伽马射线能量。在中等密度的星际区域,由于SNR壳层在空间和时间上的限制而导致的加速停止,可以在TeV能量范围内产生光谱截止值;这与惠普尔对不明EGRET源的TeV上限是一致的。在低密度环境中的超新星遗迹会产生更高能量的宇宙射线,这些射线主要产生超TeV能量的逆康普顿辐射;这些射线源通常是GeV能量的伽马射线。
1998-10-09 astro-ph
Supernovae as the Site of the r-Process: Implications for Gamma-Ray Astronomy
我们讨论如何检测γ射线辐射的衰变的r-过程核可以提高我们的理解r-过程核合成。我们发现,灵敏度为10**(-7)/cm**2/s,能量为100-700 keV的γ射线探测器可以探测到未来银河系超新星中产生的Sb 125,Cs 137,Ce 144,Eu 155和Os 194的衰变辐射。此外,这样的探测器可以探测船帆座超新星遗迹中Sn 126衰变产生的辐射,以及银河系中过去超新星产生的Sn 126衰变产生的漫射辐射。所需的探测器灵敏度类似于拟议的高能核天体物理学高级望远镜(ATHENA)的预计灵敏度。既可以检测来自几个r过程核的衰变的伽马射线发射(例如,Sb 125和Os 194),以及在船帆座超新星遗迹中探测到Sn 126衰变的辐射,将证明超新星是r过程的一个场所。此外,前一个探测将使我们能够确定r过程核是否以超新星r过程事件中太阳r过程丰度模式所指定的相对比例产生。最后,探测到银河系Sn 126衰变产生的漫辐射,将排除中子星/中子星合并是质量数A=126附近r过程核的主要来源。
1998-03-25 astro-ph nucl-th