Characteristic velocities of stripped-envelope core-collapse supernova cores
I. Maurer, P. A. Mazzali, J. Deng, A. V. Filippenko, M. Hamuy, R. P. Kirshner, T. Matheson, M. Modjaz, E. Pian, M. Stritzinger, S. Taubenberger, S. Valenti
本文通过分析剥离包层核心坍缩超新星(CC-SNe)的星云谱,研究了其内部喷出物的速度。剥离包层CC-SNe是大质量恒星($\geq 8$ M $_{\odot}$)裸核爆炸的结果,它们的晚期光谱通常由强烈的[O { \sc i}] $λλ$ 6300,6363发射线所主导,这些发射线是由最里面的缓慢移动的喷出物产生的,在早期是不可见的,因为它们位于光球之下。的内部喷出物的特征速度获得的样品的56条带包络CC-SNe的不同光谱类型(IIb,Ib,Ic)使用直接测量的线宽以及光谱拟合。对于大多数SNe,该值显示在4500 km s $^{-1}$附近的小分散。对剥离包层CC-SNe的观测($< 100$天)揭示了非常高能SNe的一个亚类,称为宽线SNe(BL-SNe)或高超新星,其特征是早期光谱中的宽吸收线,表明外部喷出物以非常高的速度移动($v \geq 0.1 c$)。在早期阶段被识别为BL的SNe在晚期阶段显示出大的核心速度变化,其中一些具有高得多的速度,而另一些具有与常规CC-SNe相似的速度。这可能表明BL-SNe内部喷出物的非球面性,我们使用合成三维星云光谱调查的可能性。
英文摘要:
The velocity of the inner ejecta of stripped-envelope core-collapse supernovae (CC-SNe) is studied by means of an analysis of their nebular spectra. Stripped-envelope CC-SNe are the result of the explosion of bare cores of massive stars ($\geq 8$ M$_{\odot}$), and their late-time spectra are typically dominated by a strong [O {\sc i}] $λλ$6300, 6363 emission line produced by the innermost, slow-moving ejecta which are not visible at earlier times as they are located below the photosphere. A characteristic velocity of the inner ejecta is obtained for a sample of 56 stripped-envelope CC-SNe of different spectral types (IIb, Ib, Ic) using direct measurements of the line width as well as spectral fitting. For most SNe, this value shows a small scatter around 4500 km s$^{-1}$. Observations ($< 100$ days) of stripped-envelope CC-SNe have revealed a subclass of very energetic SNe, termed broad-lined SNe (BL-SNe) or hypernovae, which are characterised by broad absorption lines in the early-time spectra, indicative of outer ejecta moving at very high velocity ($v \geq 0.1 c$). SNe identified as BL in the early phase show large variations of core velocities at late phases, with some having much higher and some having similar velocities with respect to regular CC-SNe. This might indicate asphericity of the inner ejecta of BL-SNe, a possibility we investigate using synthetic three-dimensional nebular spectra.
Explosive nucleosynthesis of ultra-stripped Type Ic supernovae: application to light trans-iron elements
研究了由1.45和1.5 M $_\odot$ CO星演化的超剥离Ic型超新星在中微子驱动的二维爆炸过程中的爆炸核合成。这些超新星以$\sim 10^{50}$ erg的爆炸能量爆炸并释放出$\sim 0.1$ M $_\odot$喷出物。轻的反式铁元素Ga-Zr在中微子辐照的喷出物中产生。这些元素的丰度分布有很大的不确定性,因为中微子照射的喷出物的电子分数的不确定性。元素的产率将小于0.01 M $_\odot$。由轻CO核演化而来的超剥离超新星和核塌缩超新星可能是轻反式铁元素的主要来源。它们也能产生富中子核$^{48}$ Ca。超剥离超新星喷出$^{56}$ Ni,$\sim$为0.006 - 0.01 M $_\odot$。如果大部分中微子辐照的喷出物是富质子的,则会产生更多的$^{56}$ Ni。这些超新星的光变曲线表明它们是一种亚发光的快速衰变爆炸,峰值量级约为$-15$ - $-16$。未来对超剥离超新星的观测可能会对一类中子星合并的事件率产生限制。
An optimized radio follow-up strategy for stripped-envelope core-collapse supernovae
几个正在进行或计划进行的天气光学调查提供或即将提供一个前所未有的机会,发现更大的样本的最罕见类型的剥离信封核心坍缩超新星(SNe),如那些与相对论喷流,轻度相对论喷出物,或强相互作用与星周介质(CSM)。无线电波长的观测是探测最快移动的喷出物以及更密集的星周环境的有用工具,因此可以帮助我们识别最罕见的核心塌陷爆炸类型。在这里,我们将讨论如何建立一个有效的无线电后续程序,以检测和正确识别无线电发射剥离信封核心崩溃爆炸。我们使用一种类似于\citealt{Carbone2018}中描述的方法,并确定GHz射电观测的最佳定时,假设灵敏度与Karl G. Jansky甚大阵。进行优化是为了确保收集到的射电观测可以通过使用尽可能少的望远镜时间来识别为射电对应物提供动力的爆炸类型。我们还提出了一个以前未发表的上限的晚期射电辐射超新星iPTF17cw。最后,我们通过讨论X射线的后续影响得出结论。
Hydrogen-Rich to Stripped-Envelope:Observational Continuity and Biases in CCSNe
Department of Astronomy, Oskar Klein Center, Stockholm University(斯德哥尔摩大学奥斯卡·克莱因中心天文学系);Astrophysics Division, National Centre for Nuclear Research(国家核研究中心天体物理部)
The Single-degenerate Binary Origin of Tycho's Supernova as Traced by the Stripped Envelope of the Companion
我们提出,一个非热的X射线弧内的第谷超新星(SN)的残余代表SN喷出物和伴星的信封之间的相互作用在爆炸的影响。残余物的X射线辐射进一步显示了一个明显的阴影,由电弧投射在爆炸地点的相反方向,与被外壳阻挡的SN喷出物一致。这种情况支持第谷SN的单一简并双星起源。X射线弧的性质,以及Ruiz-Lapuente等人(2004年)和Hernández等人先前对伴星候选者及其空间速度的探测。(2009),使我们能够进一步推断:1)祖先双星的周期为4.9 $^{+5.3}_{-3.0}$天,2)伴星的反冲速度为42 $\pm$ 30 km s $^{-1}$,3)剥离包层质量约为0.0016($\leq0.0083$)$M_{\sun}$。但我们注意到,伴随候选的性质仍在争论中,上述参数需要根据伴随候选的实际性质进行修改。还需要进一步的工作来测量电弧的适当运动,并检查从电弧中观察到的相互作用发射X射线量的能力,以验证当前的情况。
A Radiation-Hydrodynamic Light Curve Grid and Interpolation Framework for Stripped-Envelope Supernovae
National Astronomical Observatory of Japan, National Institutes of Natural Sciences(日本国立天文台,自然科学研究机构);Graduate Institute for Advanced Studies, SOKENDAI(综合研究大学院大学);School of Physics and Astronomy, Monash University(蒙纳士大学物理与天文学学院)
Radiative Transfer Modeling of Stripped-envelope Supernovae II: Neural Network Emulation of Light Curves
Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian(天体物理中心 | 哈佛与史密森尼学会);The NSF AI Institute for Artificial Intelligence and Fundamental Interactions(美国国家科学基金会人工智能基础相互作用研究所);David A. Dunlap Department of Astronomy and Astrophysics, University of Toronto(多伦多大学戴维·A·邓普尔天文学与天体物理学系);Department of Astronomy, The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校天文学系);Department of Physics and Astronomy, Purdue University(普渡大学物理与天文学系);Department of Statistics, University of California, Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校统计学系)
Binary-Stripped Stars as Core-Collapse Supernovae Progenitors
大多数大质量恒星在其生命周期中都会经历双星的相互作用,这会改变被剥离的恒星的表面和核心结构,对它们最终成为核心坍缩超新星的命运产生重大影响。然而,迄今为止,核心坍缩超新星的模拟几乎完全集中在单个恒星的演化上。我们提出了一个系统的模拟研究的单一和双剥离的恒星具有相同的初始质量的候选人的核心坍缩超新星(11 - 21 M $_{\odot}$)。一般来说,我们发现,双星剥离的恒星核心往往是不那么紧凑,更突出,更深的硅/氧界面,并优先爆炸相应的相同初始质量的单星。这两种演化模式之间的行为二分法将对超新星统计数据产生重要影响,包括最终的中子星质量、爆炸能量和核合成产额。被剥离的双星残余物也很有可能填充最重的中子星和最轻的黑洞之间可能存在的质量差。我们的工作在两个方面有所改进,因为我们自洽地解释了坍缩前的恒星演化和随后的爆炸结果。即便如此,我们的研究结果强调需要更详细的恒星演化模型,以捕捉爆炸结果的敏感性。
Multidimensional Models of Type Ia Supernova Nebular Spectra: Strong Emission Lines from Stripped Companion Gas Rule Out Classic Single Degenerate Systems
A unified accreting magnetar model for long-duration gamma-ray bursts and some stripped-envelope supernovae
长期的伽马射线暴(LGRB)和I型超亮超新星(SLSNe~I)都被认为是由中心磁星提供能量的。的相关性,提出了初始自旋周期($P_0$)和表面磁场($B$)的磁星供电的X射线平台在LGRB余辉之间,表明磁星已经达到了平衡自旋周期由于回落吸积的可能性。相应的吸积速率被推断为$\dot{M}\approx10^{-4}-10^{-1}$ M $_\odot$ s $^{-1}$,这一结果对各向同性磁星风和平行磁星风都成立。对于SLSNe~I和一部分发动机驱动的正常Ic型超新星(SNe~Ic)和宽线亚类(SNe~Ic-BL),磁星也可以达到吸积诱导的自旋平衡,但相应的$B-P_0$分布表明吸积速率范围不同,即,$\dot{M}\approx 10^{-7}-10^{-3}$ M $_\odot$ s $^{-1}$。考虑回退吸积效应,磁场相对较弱的磁星导致SLSNe~I,而磁场较强的磁星导致SNe~Ic/Ic-BL。在我们的样本中,一些SLSNe~I可能来自紧凑的祖星,而另一些需要较长时间吸积的可能来自具有更多扩展包层或星周介质的祖星。
Diversity of stripped-envelope supernova light curves from interaction with binary-driven circumstellar material
Institute of Science and Technology Austria(奥地利科学技术研究院);Heidelberger Institut für Theoretische Studien(海德堡理论研究所);Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Astronomisches Rechen-Institut(海德堡大学天文学中心计算天文研究所);Department of Physics, University of Oxford(牛津大学物理系);National Astronomical Observatory of Japan, National Institutes of Natural Sciences(日本国立天文台,国立自然科学研究院);Graduate Institute for Advanced Studies, SOKENDAI(SOKENDAI高级研究生院);School of Physics and Astronomy, Monash University(莫纳什大学物理与天文学院);Institute of Astronomy, KU Leuven(荷语鲁汶大学天体物理学研究所);Leuven Gravity Institute, KU Leuven(荷语鲁汶大学勒芬引力研究所);Anton Pannekoek Institute of Astronomy, University of Amsterdam(阿姆斯特丹大学安东·潘内科克天体物理学研究所)
NLTE Spectral Modelling of the Nearby Stripped-Envelope Supernova 2024ehs
Stockholm University(斯德哥尔摩大学);Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics(马克斯·普朗克地外物理研究所);California Institute of Technology(加州理工学院);Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所)
Stripped-Envelope Supernovae for QCD Axion Detection
TU Dortmund(多特蒙德工业大学);Universidad de Zaragoza(萨拉戈萨大学);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Napoli(意大利国家核物理研究所那不勒斯分部);Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY(德国电子同步辐射中心);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Sezione di Padova(意大利国家核物理研究所帕多瓦分部)
The Demographics of Binary Companions to Stripped-Envelope Supernovae: Confronting Observations with Population Synthesis
Foundation for Research and Technology(研究与技术基金会);Space Telescope Science Institute(太空望远镜科学研究所);University of Toronto(多伦多大学);Carnegie Institution for Science(卡内基科学促进会);Northwestern University(西北大学);Caltech/IPAC(加州理工学院/IPAC);University of Washington(华盛顿大学)