Thermonuclear explosion criteria for direct and indirect collisions of CO white dwarfs: a study of the impact-parameter threshold for detonation
本文利用高分辨率AREPO三维模拟研究CO白矮星直接与间接碰撞,提出由密度、成分和速度决定的临界碰撞参数爆轰判据,并发现初始速度及数值建模显著影响56Ni产量。
2025-07-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Cell-based theoretical criteria on the onset and stability limit of thermonuclear detonation
Kyoto University(京都大学);University of California Berkeley(加州大学伯克利分校)
本研究将胞格理论扩展至Ia型超新星双爆轰模型涉及的氦-碳、碳-氧爆轰,证实极低质量白矮星包层可容纳稳定氦-碳爆轰,明确碳-氧爆轰直接起爆的白矮星质量阈值,实现爆炸模型一阶校准。
2026-10-14 astro-ph.HE
It's always the quiet ones: Single Degenerate Double Detonation Type Ia Supernova from Quiescent Helium Accretion
Technion — Israel Institute of Technology(以色列理工学院);Azrieli College of Engineering(阿茨里工程学院);The Open University of Israel(以色列开放大学)
研究单退化氦吸积碳氧白矮星通过亚 Chandrasekhar 质量双点火路径形成Ia型超新星,通过多维水动力模拟验证了静默条件下的双点火机制。
2026-03-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
3D Hydrodynamical Simulations of Helium-Ignited Double-degenerate White Dwarf Mergers
Ia型超新星(SNe Ia)的起源仍然存在争议。一些主要的方案涉及双白矮星(WD)系统中的双爆炸。在这些情况下,氦壳爆炸发生在碳氧(CO)WD的顶部,然后驱动CO核心爆炸,产生SN Ia。大量的研究已经完成了双氦爆轰的可能性,以下的动态氦传质阶段到CO-WD。然而,三维自洽模型的双WD系统,质量传递,氦壳爆轰的研究很少。在这里,我们使用3D流体动力学模拟来探索这种情况下,氦爆轰发生在附近的罗氏瓣溢出的施主WD的点,并可能导致通过动态驱动的双简并双爆轰(D 6)机制的SN Ia。我们发现,氦层的吸积主WD没有经历爆炸,而底层的碳氧核心没有,导致一个非常迅速和微弱的新星般的瞬态,而不是一个发光的超新星Ia事件。这种失败的核心爆炸表明,D 6超新星Ia可能仅限于最大质量的碳氧主WD。我们强调的核合成的长寿命的放射性同位素$^{44}$钛爆炸氦燃烧过程中,这可能是一个标志,无论是成功的,以及失败的D 6事件,随后引爆经典的双简并合并。
2022-07-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
2D simulations of the double-detonation model for thermonuclear transients from low-mass carbon-oxygen white dwarfs
热核爆炸可能发生在CO白矮星(WD)从伴星吸积He的双星中。如果吸积率允许足够大的质量的He积累之前,点燃核燃烧,He表面层可能会爆炸,引起天体物理瞬变。He层的爆炸产生冲击波,冲击波传播到下面的CO WD中。这可能直接在CO WD的边缘处点燃爆炸,或者充分压缩WD的核心以在中心附近触发CO爆炸。如果任何一个点火机制工作,两次爆炸都可以释放足够的能量来完全解开WD。在这里,我们扩展我们的二维研究这个双爆轰模型低质量CO WD。我们研究了在低质量CO WDs中通过激波会聚触发二次核心爆轰的可行性以及这种爆轰的可观察后果。我们的研究结果表明,核心爆炸是可能的,即使是最低的CO核心质量实现的性质。我们计算光谱和光变曲线的模型中,无论是边缘点燃或压缩引发的CO爆炸被假定发生,并比较这些模型中,没有CO爆炸被允许发生。如果在爆炸之前发生CO WD的显著冲击压缩,则CO WD的爆炸可以产生足够大质量的放射性铁族核以影响光变曲线。特别是,这可能导致相对缓慢的最大后下降。然而,如果二次爆炸是边缘点燃的,则CO WD爆炸主要产生中等质量的元素,这些元素对可观测量的影响更微妙。在这种情况下,需要进行近红外观测和详细的光谱分析,以确定是否发生了核心爆炸。我们评论的影响,我们的结果理解特殊的天体物理瞬变,包括SN 2002bj,SN 2010X和SN 2005E。
2011-11-09 astro-ph.HE
Deflagration to detonation transition by amplification of acoustic waves in type Ia supernovae
基于白矮星包层中陡峭密度梯度的声波放大形成激波的理论,我们研究了热核超新星(SNe Ia)从爆燃到爆轰转变的一种新机制。如果密度有足够大的跳跃,湍流爆燃产生的小的压力和速度扰动就会变成梯度下的激波,在那里它会消散并加热介质。在正确的频率和振幅下,加热足以引发爆震,爆震可以向后传播并沿着密度梯度向上传播。我们学习了平面几何和球面几何。在平面情况下,我们做了频率和振幅的参数研究。我们发现,在低至马赫数M=0.003的扰动下,获得爆震是可能的。在球形情况下,几何阻尼使其更难引发爆轰,但考虑到小的He大气(<0.01 Msol),再次有可能获得小扰动(M=0.002)的爆轰。在热核超新星的背景下,这可能是一种将产生声波的湍流火焰转化为爆炸的方法。
2013-01-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
Delayed Detonation Thermonuclear Supernovae With An Extended Dark Matter Component
我们提出了热核超新星混合扩展组件的费米子冷暗物质的模拟。利用具有球对称性的爆燃-爆轰过渡的爆燃模型,研究了一颗质量为10000万的白矮星的爆炸。由于暗物质的大小与正常物质相当,所以这个系统可以用二维欧拉流体力学来描述。在我们所考虑的所有模型中,爆炸留下的所有暗物质都被困为一颗残余的致密暗星。与没有暗物质混合物的普通爆炸相比,暗物质的存在延长了爆燃阶段,产生更多的热中微子和类似数量的铁族元素。暗物质混合模型产生了更暗和更宽的光变曲线,这对热核超新星作为宇宙距离测量标准蜡烛的作用提出了挑战。我们的研究结果还表明,通过近太阳质量的暗物质混合热核超新星,模拟亚太阳质量黑洞作为暗引力源的暗致密物体的形成路径。
2020-12-12 astro-ph.CO astro-ph.HE
Modeling of thermonuclear fusion flames : transition to detonation
本文主要研究恒星介质中控制燃烧转爆轰的关键机制。在一维火焰折叠模型的框架下,讨论了推进火焰与火焰驱动预压之间的正反馈触发的热失控问题。该论文是作者先前研究的扩展,该研究涉及非化学计量融合$fuel \to products$动力学(Phys.Rev.E,103(2021)),而不是物理上更相关的$fuel+fuel \to products$动力学。尽管有这种变化,失控的影响仍然存在。过渡发生在火焰与火焰支持的前驱激波合并之前,即过渡前火焰没有达到查普曼-茹盖爆燃的阈值。
2021-04-24 astro-ph.HE physics.flu-dyn
Numerical Stability of Detonations in White Dwarf Simulations
一些Ia型超新星的模拟具有自洽热核爆炸的特征。然而,如果模拟没有解决,这些爆炸是没有意义的,因此重要的是要建立实现数值收敛爆炸的要求。在这项研究中,我们研究了一个测试爆炸问题的启发碰撞的白矮星。这个测试问题表明,实现收敛热核点火需要在燃烧区的空间分辨率远小于1公里。目前的计算资源限制,这一严格的分辨率要求的多维超新星模拟遥不可及。因此,自洽地证明爆炸的当代模拟可能不收敛,应谨慎对待。
2019-03-04 astro-ph.HE
Helium in Double-Detonation Models of Type Ia Supernovae
双爆轰爆炸模型一直被认为是解释天体物理瞬变与广泛的光度范围的候选人。在这个模型中,一颗碳氧白矮星在表面氦层爆炸后爆炸。这种爆炸机制的一个潜在特征是在外部喷出物中存在未燃烧的氦,这些氦是从表面氦层遗留下来的。在本文中,我们提出了简单的近似估计的光学深度的重要的He I线在喷出物的双爆轰模型。我们使用这些近似计算合成光谱,包括他我线,从流体动力学爆炸模拟获得的双爆轰模型。具体来说,我们专注于光球相位预测的近红外10830 ~和2 $μ$ m线的He I。我们首先考虑一个光度大致对应于正常超新星Ia的双爆轰模型。这个模型有一个爆炸后未燃烧的He质量为0.03 $M_{\odot}$,我们的计算表明,2 $μ$ m的功能预计将非常弱,但10830 ~功能可能有适度的不透明度在外部喷出物。因此,我们认为,一个中等到弱的He I 10830 π ~功能可能会形成在双爆轰爆炸时代周围的最大光。然而,模型预测的未燃氦的高速($\sim 19,000$ ~km~s $^{-1}$)意味着He I 10830 Å~特征可能与以较低速度形成的C I 10690 Å~线混淆或混合。我们还提出了一个较低质量(低光度)的双爆轰模型,它有一个爆炸后的He质量为0.077 $M_{\odot}$的He I 10830 ~和2 $μ$ m线的计算。在这种情况下,我们考虑的He I特征都很强,可以提供双爆轰机制的明确…
2016-11-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Local two-dimensional simulations of the ignition of a helium shell detonation on a white dwarf by an impacting stream
本研究通过二维局部模拟探究双白矮星系统中物质流撞击白矮星引发氦壳爆轰的过程,验证了D6双爆轰模型作为Ia型超新星爆发机制的可行性,明确了壳密度、流速度的点火下限等关键规律。
2024-12-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Evolution of Helium Star - White Dwarf Binaries Leading up to Thermonuclear Supernovae
利用恒星演化程序MESA计算了氦星-碳氧白矮星(CO WD)双星的演化。这个单一的简并通道可能在短的延迟时间内对热核超新星有重要的贡献。我们研究了初始轨道周期在0.05 - 1天范围内,从1.1 - 2.0 $M_{\odot}$氦星到0.90 - 1.05 $M_{\odot}$ CO WD的热时间尺度质量转移。在这个范围内的系统可能会产生热核超新星、氦新星、氦星-氧-氖WD双星或分离的双CO WD双星。我们的时间相关的计算,解决恒星结构的两个二进制组件允许准确区分最终形成的热核超新星(通过中央点火的碳燃烧)和ONe WD(在偏离中心点火的情况下)。此外,我们调查的影响慢WD风,这意味着一个特定的角动量损失的二进制大于通常假设的。我们发现,这并没有显着改变该地区的参数空间系统的发展对热核超新星。我们确定的初始二进制参数和最终结果之间的对应关系通知人口合成研究的贡献的氦供体通道热核超新星。此外,我们限制的热核超新星和氦新星的祖双星的轨道性质和可观测的恒星性质。
2019-05-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
The effect of helium accretion efficiency on rates of Type Ia supernovae: double-detonations in accreting binaries
Ia型超新星的双爆炸场景作为可行的祖星模型得到了超新星界越来越多的支持,使其与众所周知的单简并和双简并场景一起成为有希望的候选模型。我们提出了双爆轰SNe的延迟时间,其中一个sub-brasekhar质量的碳-氧白矮星从富氦伴星非动态吸积。在定量SN率从双爆的主要不确定性之一是(假设)的富氦物质的保留效率。因此,我们实施了一个新的处方治疗吸积/积累的富氦物质的白矮星。此外,我们测试的结果如何变化取决于哪些标准被假定为导致在氦壳爆轰。在将结果与我们的标准情况(Ruiter等人,2011年)进行比较时,我们发现,无论采用何种He吸积处方,如果低质量He壳(< 0.05 Msun)足以触发爆炸,SN率仅降低25%。如果需要更多质量(0.1 Msun)的壳层,则速率降低85%,并且在新的吸积模型中延迟时间分布发生了显着变化-仅产生具有即时(< 500 Myr)延迟时间的SNe。由于理论上的论点有利于低质量的他壳正常的双爆轰SNE,我们的结论是,从双爆轰率很可能是高的,不应该严格依赖于所采用的处方吸积的他。
2014-03-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
One-Dimensional Numerical Study on Ignition of the Helium Envelope in Dynamical Accretion during the Double-Degenerate Merger
为了使双爆轰模型适用于正常的Ia型超新星,必须避免氦燃烧的灰烬对早期观测的不利影响,这要求氦包层质量最多为0.02太阳质量。以往的研究大多是通过人工热点引入爆轰,因此氦的自发爆轰的鲁棒性仍然不确定。在本工作中,我们应用理想化的一维模型和简化的7同位素反应网络,对双简并通道背景下氦包层的自发点火进行了自洽流体动力学研究。我们探索了广泛的祖条件,并证明直接引发爆炸的机会是有限的。特别是,自发爆轰需要大于0.03太阳质量的主包层质量.作为爆燃的点火反而更有可能,这对于低至~ 0.01太阳质量的较低包层质量是可行的,这可能导致一旦爆燃到爆震转变(DDT)实现后的后续爆震。高分辨率的多维模拟需要进一步研究DDT的可能性,以及准确地推导出之间的阈值的自发爆震和爆燃点火制度。另一个有趣的发现是组合物的影响;虽然与核心材料混合增强了爆炸,但由于12 C(α,γ)16 O在较低温度~ 108 K下反应速率较慢,因此它缩小了爆燃的机会,需要注意的是,我们目前忽略了12 C(p,γ)13 O(α,p)16 O的质子催化反应序列。
2022-11-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
Double Detonations with Thin, Modestly Enriched Helium Layers Can Make Normal Type Ia Supernovae
有人提出,光谱和亮度正常的Ia型超新星(SNe Ia)可以用双爆轰来解释,双爆轰首先在白矮星(WD)表面的氦壳中点燃。这一命题是支持的满意的模拟爆炸之间的匹配sub-masekhar质量WD没有表面的He层和观测正常超新星Ia。然而,以前的计算,他点燃双爆要么需要人工去除的He壳灰或极端富集的表面He层,以获得正常的超新星Ia。在这里,我们证明,第一次在多维全明星模拟,薄,适度富集的He层将导致一个超新星Ia是正常的亮度和光谱。这加强了双爆作为一个主要的贡献渠道的人口正常超新星Ia的情况。
2019-07-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Thermonuclear explosions of rapidly rotating white dwarfs - II. Detonations
背景:超亮Ia型超新星(SNe Ia)可以用快速旋转的白矮星(WD)的超拉塞卡质量爆炸来解释。在前面的论文中,我们表明,爆燃的情况下,适用于快速旋转的WD产生的爆炸,不能解释大多数的超新星Ia。目的:祖星的旋转允许形成具有较浅密度分层的超rasekhar质量WD。我们使用简单的估计生产的中间和铁族元素在纯爆炸的快速旋转WD评估其可行性,解释罕见的超新星Ia。方法:我们在流体静力学平衡中数值构建WD,根据各种旋转定律旋转。通过考虑密度分层和评价流体动力学模拟的结果来估计爆炸产物。结果如下:我们表明,大量的中间质量元素产生的理论动机的旋转法律,即使是对WD的即时引爆。结论:快速旋转的WD爆炸可能提供了一个罕见的超亮超新星Ia的燃烧物质和爆炸运动学方面的解释。
2009-11-18 astro-ph.HE
ZTF 18aaqeasu (SN 2018byg): A Massive Helium-shell Double Detonation on a Sub-Chandrasekhar Mass White Dwarf
氦壳在白矮星上的爆炸被认为是Ia型超新星爆炸的可能触发机制。在这里,我们报告了ZTF 18 aaqeasu(SN 2018 byg/ATLAS 18 pqq),这是一颗奇特的I型超新星,与氦壳双爆相一致。从爆炸开始的上升时间为$\approx 18$天,瞬变达到了$M_R \approx -18.2$等的峰值绝对星等,表现出类似于亚发光SN 1991 bg的Ia型超新星的光变曲线,尽管在爆炸后的一周内亮度异常急剧增加。在峰值光附近拍摄的光谱显示出明显的Si吸收特征,以及由5000 Å的通量蓝向几乎完全的线覆盖产生的异常红色($g-r \approx 2$ mag)。这种行为不同于以前观察到的任何热核瞬变。星云相位光谱采取在$\approx 30$天后,从峰值光揭示的证据,一个热核爆炸事件占主导地位的铁组核合成。我们表明,ZTF 18 aaqeasu的特殊性质是一致的爆炸的大规模($\approx 0.15$ M $_\odot$)氦壳上的一个sub-Bracrasekhar质量($\approx 0.75$ M $_\odot$)白矮星后,包括混合的$\approx 0.2$ M $_\odot$的材料在外部喷出物。这些观测结果提供了一种可能罕见的热核超新星的证据,这种超新星是由大量氦壳的爆炸产生的。
2019-01-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
Resolution Study of Thermonuclear Initiation in White Dwarf Tidal Disruption Events
研究了中等质量($10^3 M_\odot$)黑洞对潮汐扰动白矮星热核爆炸的引发作用。解决引发机制所需的长度尺度在三维中不容易达到,因此我们设计了二维代理模型,该模型与对数网格策略一起,可以充分捕获爆轰波阵面,因为材料同时受到潮汐力的压缩和拉伸。我们考虑0.15和0.6太阳质量的白矮星参数化的潮汐强度范围内$β=4~\text{to}~23$。高空间分辨率阐明了导致热核爆炸的方式和条件,将引发序列与恒星成分和潮汐强度联系起来。我们所有的模型遭受持续的爆炸引发的绝热压缩,温和的热核预处理,碰撞加热的组合,在程度上主要取决于潮汐强度。我们发现许多诊断,如温度,总释放的能量,铁族产品,是相当好的收敛(优于10%),在分辨率低于10公里沿轨道平面的标度高度。例外的是像钙这样的中间质量瞬变,即使在1公里的分辨率下,它仍然不确定到两个因素。
2022-06-27 astro-ph.HE
Accessing thermonuclear detonation with the shock front induced by the alpha particle deposition
本文提出含α粒子沉积的解析模型,降低热核爆轰阈值至13.4/25.1 keV,模拟验证燃耗提升,为快速点火聚变及天体爆轰研究提供参考。
2024-12-13 astro-ph.HE physics.plasm-ph
Thermonuclear explosions of rapidly differentially rotating white dwarfs: Candidates for superluminous Type Ia supernovae?
观测到的“超亮”Ia型超新星的子类缺乏令人信服的理论解释。如果这类天体的辐射完全是由爆炸中形成的镍-56放射性衰变提供动力,那么就需要一颗不旋转的白矮星的母星质量接近或甚至超过克拉塞卡极限。显著超过该极限的质量可以通过差动旋转来支撑。因此,我们探索爆炸和预测不同的情况下产生的差异旋转的碳氧白矮星接近各自的稳定极限的观测值。具体来说,我们已经研究了一个提示爆震模型,爆炸后的初始爆燃阶段(“延迟爆震”模型),和一个纯爆燃模型。在后处理步骤中,我们进行了核合成和三维辐射转移计算,这使我们能够第一次从我们的模型中一致地获得合成观测值。我们发现,所有涉及爆炸的爆炸场景产生非常明亮的事件。然而,对它们的观测预测与任何已知的Ia型超新星的子类都不一致。纯粹的爆燃类似于2002 cx型超新星,可能是这类超新星的一部分。我们讨论了我们的发现的爆炸机制和差异旋转的白矮星作为超新星祖先的存在的影响。
2018-07-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Helium as a signature of the double detonation in Type Ia supernovae
本研究针对Ia型超新星双爆轰机制的氦谱线探测难题,通过纳入非热电子过程的non-LTE辐射转移模拟,发现He I λ 10830可作为双爆轰的观测特征,并匹配了iPTF13ebh的对应观测信号。
2023-07-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Remnants of Subdwarf Helium Donor Stars Ejected from Close Binaries with Thermonuclear Supernovae
一些由白矮星(WD)和热亚矮星(sdB)氦星组成的双星系统将在sdB星的氦燃烧寿命内发生接触。WD上的吸积氦不可避免地经历热核不稳定性,导致爆炸,预计将过渡到WD核心,并导致热核超新星,而施主轨道附近的高速。最近发现的快速移动的对象,占据不寻常的位置上的HR图的动机,我们探讨了热核超新星的捐助者在这个特定的双爆炸的情况下的影响。我们使用MESA模型的二进制爆炸的时刻,然后三维雅典娜++模型的超新星喷出物与施主星的流体动力学相互作用,计算的质量被剥离的量和熵沉积在深恒星内部的强冲击,横穿it.We表明,这些施主残余物喷出的速度主要由其轨道速度:$700-900\ \rm km\ s^{-1}$。我们通过在MESA模型中引入激波熵来模拟残骸的长期热演化。作为对这种熵变的反应,施主残余物会膨胀并变亮,时间跨度从$10^6-10^8$年不等,这给了这些逃逸恒星足够的时间在它们离开银河系之前观察到它们的膨胀状态。即使在表面层被剥离后,一些施主仍保留足够的质量来恢复核心氦燃烧,并进一步延迟衰减超过$10^8$年。
2019-10-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
Multi-Dimensional Radiative Transfer Calculations of Double Detonations of Sub-Chandrasekhar-Mass White Dwarfs
双爆轰Ia型超新星的研究,其中氦壳爆轰触发碳核爆轰在亚克拉塞卡质量的白矮星,在过去的十年中经历了复苏。新的进化方案和对哪些核反应是必不可少的更好理解,使得白矮星的氦壳比几十年前的双爆方案更薄,从而成功地爆炸。在本文中,我们提出了第一套光变曲线和光谱的多维辐射转移计算薄壳双爆轰模型,探讨了一系列的白矮星和氦壳质量。我们发现广泛的协议与观察到的光变曲线和光谱的非奇特的Ia型超新星,从次发光的过发光的亚型,提供证据表明,双爆炸的亚克拉塞卡质量白矮星产生的大部分观察到的Ia型超新星。光谱速度和颜色的一些差异仍然存在,但这些可能会通过未来的计算,包括更准确的初始条件和辐射输运物理达成一致。
2021-08-31 astro-ph.HE astro-ph.SR
Conditions For Successful Helium Detonations In Astrophysical Environments
有几个Ia型超新星事件的模型依赖于由核反应提供动力的自持爆炸的产生。在没有氢的情况下,为这些爆炸提供动力的燃料通常由纯氦(He)或碳氧混合物(C/O)组成。系统地确定引发C/O材料爆炸所需条件的研究已经存在,但到目前为止,还没有对He物质进行类似的研究。我们进行一维反应流体动力学模拟在各种初始密度和温度的组合,并找到临界长度尺度为1 - $10^{10}$厘米之间的范围内的启动他的爆炸。Chapman-Jouguet(CJ)形式主义提供了一个对稳态爆轰的总燃料消耗的长度尺度的简单估计。我们的初始长度始终小于相应的CJ长度尺度的一个因素的$\Sim 100$,提供了机会,热核爆炸在更广泛的低质量白矮星(WD)比以前认为可能的。我们发现,维里化的WD与小的质量为0.24 $M_\odot$可以被引爆,甚至更少的质量WD可以引爆,如果他们的质量的相当大的一部分被提高到一个更高的能量。CJ长度超过起爆长度意味着某些系统在爆炸穿过物体所需的时间内可能无法达到核统计平衡。为了支持这一假设,我们证明,不完全燃烧将发生在大多数的He WD爆炸和$^{40}$钙,$^{44}$钛,或$^{48}$铬,而不是$^{56}$镍,是主要的燃烧产物为许多这些事件。我们预计...
2013-05-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Pre-Explosion Properties of Helium Star Donors to Thermonuclear Supernovae
氦星-碳氧白矮星(CO WD)双星是热核超新星的潜在单简并祖先系统。重新访问一组二进制演化计算使用恒星演化代码$\texttt{MESA}$,我们完善我们以前的预测,哪些系统可以导致热核超新星,然后表征的氦星施主在爆炸时的属性。我们将这些模型属性转换为NUV/光学量级假设黑体光谱,并支持这种方法使用匹配的恒星大气模型。这些模型将是有价值的比较与爆炸前的成像为未来的超新星,虽然我们强调的观测困难,检测极蓝的同伴。与SN 2012 Z相关的爆炸前源被解释为氦星双星,包含一个最初在多天轨道上的超大质量WD。然而,我们的二元模型扩展到初始CO WD质量高达$1.2\,M_{\odot}$,我们发现,这些系统进行偏离中心的碳点火,因此预计不会产生热核超新星。这种张力表明,如果SN 2012 Z与氦星- WD双星相关联,那么来自系统的爆炸前光学光必须被双星环境显着修改和/或WD没有富碳的内部成分。
2021-09-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
Relativistic outflow from two thermonuclear shell flashes on neutron stars
利用RXTE研究了4U 0614+09和2S 0918-549中两颗中子星的两次中等持续时间热核X射线爆发的异常短(32-41 ms)前兆。它们的光子通量在爆发后期超过爱丁顿极限的2.6到3.1倍。我们可以用中子星上热核壳层闪光后的0.1 $c$到0.3 $c$的温和相对论流出速度来解释短持续时间和超爱丁顿通量。这是迄今为止测量到的热核闪光的最高速度。前体的上升时间也非常短:约1毫秒。这是不一致的预测,核火焰横向蔓延的爆燃,而不是建议爆炸。这是第一次建议在如此浅的点火柱深度($y_{\rm ign}$ = 10 $^{10}$ g cm $^{-2}$)下发生爆震。爆炸可能需要更快的核反应链,例如用之前提出的更快的$^{12}$ C(p,$γ$)$^{13}$ N($α$,p)$^{16}$ O过程绕过$^{12}$ C上的α-捕获。我们证实了爆炸的可能性,虽然只有在径向方向上,通过模拟的核燃烧与一个大的核网络,并在适当的点火深度,虽然它仍然有待观察是否符合泽尔多维奇标准。爆炸也会提供在中子星表面快速蔓延的火焰,以允许较短的上升时间。(...)作为爆炸方案的替代方案,我们推测整个中子星表面几乎立即在自燃状态下燃烧的可能性。这是由于在4U 1820-30的一些超膨胀爆发中,在~10 $^8$ g cm $^{-2}$的低点火柱深度下,存在150 ms的前体和30 ms的上升时间。
2014-07-01 astro-ph.HE
Non-LTE radiative transfer simulations: Improved agreement of the double detonation with normal Type Ia supernovae
针对双爆轰Ia型超新星模型与观测不符的问题,研究通过完整的非LTE辐射转移模拟,显著改善了光变曲线过红和视角依赖性过大等差异。
2024-11-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
SN 2016dsg: A Thermonuclear Explosion Involving A Thick Helium Shell
氦壳层爆炸在碳氧白矮星核心上引发的热核爆炸,由于氦壳层燃烧过程中产生的铁族元素,在早期被预测有强烈的紫外线覆盖。我们提出了SN 2016 dsg的光度和光谱观测,这是一个亚发光的奇特I型SN,与涉及厚He壳的热核爆炸一致。当红移为0.04时,$i$带的峰值绝对星等约为-17.5。该天体位于远离其宿主,一个早期类型的星系,这表明它起源于一个古老的恒星星族。在峰后收集的光谱是异常红色的,显示出强UV线覆盖和弱O I $λ$ 7773吸收线,并且在30天内没有显著地演变。在近红外光谱中检测到9700-10500 nm的吸收线,可能来自喷出物中未燃烧的氦。光谱演化是一致的热核爆炸模型的一个sub-Bracrasekhar质量的白矮星与厚的氦壳,而光度的演变是没有很好地描述现有的模型。
2022-06-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Helium Accumulation and Thermonuclear Instabilities on Accreting White Dwarfs: From Recurring Helium Novae to Type Ia Supernovae
Technion - Israel Institute of Technology(以色列理工学院);Azrieli College of Engineering(阿茨瑞利工程学院)
研究白矮星上氦的积累,探讨初始白矮星质量及氦吸积率的广泛参数空间,揭示不同吸积率下的不同现象,包括周期性氦新星爆发和Ia型超新星的可能触发机制。
2026-04-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Supernovae from direct collisions of white dwarfs and the role of helium shell ignition
在过去的几十年里,白矮星(WD)热核爆炸产生的超新星(SNe)模型得到了广泛的研究,主要集中在单简并(WD的物质吸积)和双简并(WD-WD合并)方案。近年来,有人提出WD-WD直接碰撞为这种爆炸提供了另一个通道。在这里,我们扩展了这种爆炸的研究,并探讨氦壳层在影响热核爆炸中的作用。我们研究了低质量氦($\sim0.01$ M $_{\odot})$壳)和高质量壳($\ge0.1$ M $_{\odot}$)的影响。我们发现,爆炸的大量氦层之前爆炸的WD碳氧(CO)散装在碰撞过程中,可以改变爆炸的演变和结果的情况下,高质量的氦壳。特别是,氦壳爆炸传播的WD表面和低效燃烧材料之前,CO爆炸,后来遵循的WD的中心部分。这种演变导致中间元素的更大产量,相对于纯CO-CO WD碰撞,产生大产量的$^{44}{\rm Ti}$和$^{48}{\rm Cr}$。WD与低质量He壳层的碰撞不会引起He爆轰,但He燃烧会先于CO爆轰。这种碰撞产生高速、低质量的喷射燃烧材料,富含中间元素,对总体爆炸结果的变化较小。低/高质量He层的贡献所产生的各种影响改变了碰撞诱导SNe的运动学和形态结构,从而可能为这种SNe提供独特的观测特征,并在星系的化学富集和从其长期衰变产生中间元素和正电子中发挥作用。
2016-02-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Modeling subgrid combustion processes in simulations of thermonuclear supernovae
Ia型超新星被认为是由碳氧白矮星恒星残骸的热核燃烧产生的。然而,导致观测到超新星的详细爆炸场景和恒星进化起源场景(或多个场景)仍然相当不确定。对所提出的设想的主要检验之一是与例如从超新星光谱推断出的爆炸产物进行比较。进行这种比较需要通过模拟所提出的方案来计算燃烧动力学和产物。在这里,我们讨论了两个具体的爆炸方案,爆燃-爆轰过渡和氦壳双爆轰,考虑到这两个例子,我们继续讨论在这些爆炸中发生的燃烧的计算建模的挑战。亚音速和超音速传播的反应前沿进行了讨论,分别称为爆燃和爆轰。燃烧的几个主要阶段发生在长度和时间尺度上,这些尺度比爆炸模拟中的尺度小许多数量级。试图捕捉这种次网格行为的模型和这些模型的验证进行了简要讨论。
2019-08-16 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Exploring the range of impacts of helium in the spectra of double detonation models for Type Ia supernovae
本文通过对比不同氦质量和速度分布的双爆轰模型辐射转移模拟,揭示He I 10830 Å光谱特征在Ia型超新星中的显著多样性,为利用氦信号检验双爆轰参数空间提供依据。
2025-05-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
Faint supernovae and hyper-runaway white-dwarfs from single He-detonation in double HeCO-white-dwarf mergers
Technion - Israel Institute of Technology(以色列理工学院);California Institute of Technology(加州理工学院)
通过三维流体动力学模拟,研究双HeCO白矮星并合的氦爆轰过程,发现其可产生暗弱快速演化的热核瞬变,或解释部分暗弱超新星,还可能形成高速PG-1159型恒星,拓展了对白矮星并合的认知。
2026-07-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
Sub-Chandrasekhar-mass white dwarf detonations revisited
一颗质量小于1000亿克拉塞卡的白矮星(WD)的爆炸已经成为最有希望的Ia型超新星(SN Ia)的起源场景之一。最近的研究表明,非常少量的氦从一个WD到另一个WD的快速转移足以点燃氦壳爆轰,随后引发碳核爆轰,产生“动力驱动双简并双爆轰”SN Ia。由于围绕核心爆炸的氦壳层非常小,这种情况接近裸C/O WD爆炸的极限情况。在以前的文献中的差异和最近需要详细的核合成数据的动机,我们重新模拟裸C/O WD爆炸在本文中。我们在某种程度上不同意以前关于亚克拉塞卡质量裸C/O WD爆炸的工作的核合成结果;例如,我们发现中等亮度的Ia超新星是由1.0 MsolWD而不是更大质量和更稀有的1.1 MsolWD爆炸产生的。在我们的模拟中,富中子核合成与一些观测约束基本一致,尽管与其他约束仍然存在紧张关系。也有与外部喷出物的速度和光变曲线形状相关的差异,但总的来说,我们的合成光变曲线和光谱与观测大致一致。我们希望,未来的多维模拟将解决这些问题,并进一步支持动态驱动的双简并双爆轰方案的潜力,以解释大多数超新星Ia。
2018-01-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
A Unified Mechanism for Unconfined Deflagration-to-Detonation Transition in Terrestrial Chemical Systems and Type Ia Supernovae
Ia型超新星(SNIa)的性质--白矮星的热核爆炸--是天体物理学中的一个悬而未决的问题。几乎所有现有的正常明亮SNIa的理论模型都要求爆炸产生爆炸,以消耗所有的恒星物质,但燃烧到爆炸转变(DDT)的机制仍然不清楚。我们提出了一个统一的理论,描述了在无约束化学和热核爆炸引发爆轰的机制和条件。通过化学火焰实验和热核火焰数值模拟验证了模型的有效性。我们使用发展的理论来确定在单简并的拉塞卡-质量SNIa模型中爆轰起始的判据,并表明在密度为10^7 - 10^8 g/cc时,DDT几乎是不可避免的。
2019-10-31 astro-ph.HE physics.flu-dyn
Failed-Detonation Supernovae: Sub-Luminous Low-Velocity Ia Supernovae and Their Kicked Remnant White Dwarfs with Iron-Rich Cores
Ia型超新星(SNe Ia)起源于碳氧(C-O)白矮星(WD)的热核爆炸。单简并的情况下是一个很好的探索模型的超新星Ia不稳定的热核燃烧开始在吸积,rasekhar质量WD,并形成一个前进的火焰。通过几个提议的物理过程,上升的燃烧物质引发爆炸,随后消耗并释放WD。然而,如果爆炸没有被触发,并且爆燃太弱而无法解开恒星,则会出现完全不同的情况。我们探讨了重力约束爆轰(GCD)机制的SNe Ia的失败,并通过二维和三维模拟演示了失败的爆轰SNe的性质。我们发现,失败的爆炸SNe驱逐几个0.1太阳质量的燃烧和部分燃烧的材料,一小部分的材料回落到WD,污染残留WD与中间质量和铁族元素,可能隔离的核心形成WD的核心是富铁。剩余的材料以与WD的逃逸速度相当的速度不对称地喷射,并且作为响应,WD被踢到几百km/s的速度。这些反冲可能会使双星脱离束缚,并弹出一个失控/超高速WD。虽然爆炸失败的超新星的能量和喷射质量是典型热核超新星的一小部分,但它们很可能是亚发光的低速超新星Ia。因此,这种失败的爆炸可能解释或与所观察到的特殊超新星Ia的分支有关,例如低速亚发光超新星家族(SN 2002 cx/SN 2008 ha-like SNe)。
2012-11-20 astro-ph.HE
Thermonuclear detonations ensuing white dwarf mergers
两颗白矮星的合并多年来一直不被认为是Ia型超新星(SNe Ia)的祖先系统的最佳模型。但近年来,随着一些观察性和理论性的研究得出结论,它们应该对观察到的Ia型超新星率做出重大贡献,人们的观点发生了变化。在本文中,我们研究的点火和爆炸的传播通过合并后的残余物,我们遵循所产生的核合成的点,达到同源扩展。在我们的研究中,我们涵盖了WD质量和组成的整个范围。对于爆炸的出现,我们研究了三种不同的设置。前两个由我们早期模拟的合并残余物指导(Dan等人,2014),而对于第三个,通过放置具有由文献中的空间分辨计算确定的属性的热点来设置点火。有一些我们调查的方法的警告。我们仔细比较了超新星Ia观测成功爆炸的核合成产额。我们的模型中只有三个与所有强加的约束一致,并可能导致标准的Ia型事件。第一个是$0.45\,M_\odot\ {\rm helium\ (He)} + 0.9 \,M_\odot$碳氧(CO)WD系统,产生了一个亚发光的类SN 1991 bg事件,而另外两个是$0.45\,M_\odot\ {\rm He} + 1.1\,M_\odot$氧氖(ONe)WD系统和一个具有两个CO WD的$1.05+1.05\,M_\odot$系统,是常见SN Ia的良好候选者。
2015-10-01 astro-ph.HE
On the fate of the secondary white dwarf in double-degenerate double-detonation Type Ia supernovae
Ia型超新星的起源系统和爆炸机制仍然是未知的。目前最受青睐的祖先包括双简并系统,由两个碳氧白矮星和薄氦壳组成。在双爆方案中,剧烈的吸积导致氦在质量更大的主白矮星上爆炸,在其核心变成碳爆炸并将其爆炸。我们研究了次级白矮星的命运,重点是如果次级白矮星也爆炸而不是幸存下来,爆炸的喷出物和可观测量的变化。我们模拟了一个$1.05\,\mathrm{M_\odot}$和一个$0.7\,\mathrm{M_\odot}$碳氧白矮星的双星系统,每个都有$0.03\,\mathrm{M_\odot}$氦壳。我们遵循系统自洽地从螺旋到点火,通过爆炸,到合成观测。我们证实,主要的白矮星爆炸自洽。然而,第二颗白矮星周围的氦爆炸并没有引发碳爆炸。我们重新开始模拟点燃二级白矮星中的碳爆炸,并比较两次爆炸的喷出物和可观测量。我们发现在$v~>~15\,000$ \,km\,s $^{-1}$处的外层喷出物是不可分辨的。直到爆炸后的$\sim~40\,\mathrm{d}$,光变曲线和光谱都非常相似,喷出物比猛烈合并模型更接近球形。内部喷出物的差异显着减缓的下降速率的测辐射热的光变曲线后,最大的模型与二次爆炸的$\sim20$百分之。我们预计未来的合成三维星云光谱,以确认或排除任何一种模型。
2022-10-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Ignition of detonation in accreted helium
自20世纪80年代初以来,吸积氦的亚克拉塞卡CO白矮星一直被认为是Ia型超新星(SNIa)祖先的候选者(氦壳质量$> 0.1 M_\odot $)。这些模型,一旦引爆不适合典型SNIa观测观测的光谱和光变曲线。新的理论工作研究了质量小得多的($< 0.05 M_\odot $)包层上的爆炸。他们发现了稳定的爆炸,导致光变曲线,光谱和丰度与观测数据比较相对较好。导致氦爆炸点火的确切机制是一个关键问题,因为它是整个方案的强制性第一步。由于在任何流体动力学现象发展之前很久,吸积包层的流动对对流是不稳定的,因此需要一种多维方法来研究点火过程。复杂的对流反应流对任何流体动力学求解器都是具有挑战性的。据我们所知,所有以前的二维研究都是人为地点燃了爆炸。我们在这里提出,第一次,完全一致的结果,从两个流体动力学的二维求解器,采用两个独立的精确计划。对于这两个求解器的努力,以克服所提出的问题的有限分辨率和数值扩散的平流项。我们最好的模型导致在对流细胞引爆点火。我们的结果是强大的,两种不同的数值方法之间的协议是非常好的。
2018-03-02 astro-ph.HE
Helium-ignited violent mergers as a unified model for normal and rapidly declining Type Ia Supernovae
Ia型超新星(SNe Ia)的前身仍然是未知的,尽管在过去几年中在理论和观测方面取得了重大进展。两颗碳氧(CO)白矮星(WD)的剧烈合并被认为是造成正常Ia型超新星的一个重要原因。在这里,我们模拟合并的两个CO WD使用移动网格代码,允许列入薄氦(He)壳(0.01\,\msun)的WD顶部,在前所未有的数值分辨率。He在原始WD上的吸积导致在其He壳层中形成爆轰。这种爆炸传播的CO WD周围,并发送一个收敛的冲击波到其核心,已知的鲁棒触发第二次爆炸,在众所周知的双爆轰的情况下,为He吸积CO WD。然而,与需要大量He壳通过热不稳定性形成爆炸的情况相反,这里He爆炸是动态点燃的。因此,所需的氦壳质量要小得多,因此其燃烧产物不太可能影响爆炸的光学显示。我们表明,这种情况下,它适用于CO主要WD与CO-以及He-WD同伴,有可能解释不同的亮度分布,延迟时间和相对速率的正常和快速下降的超新星Ia。最后,我们讨论了扩展我们的统一合并模型需要获得全面的图片,充分观察到的多样性的超新星Ia。
2013-05-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
Turbulently-Driven Detonation Initiation in Electron-Degenerate Matter with Helium
本研究针对Ia型超新星爆轰起始机制不明的问题,提出分布式燃烧区爆轰起始理论判据,通过纯氦电子简并白矮星物质的三维湍流模拟验证了湍流耗散加热引发爆轰的新路径,模拟结果与理论预测高度一致。
2023-11-08 astro-ph.HE
Evolution of binaries containing a hot subdwarf and a white dwarf to double white dwarfs, and double detonation supernovae with hypervelocity runaway stars
Max Planck Institut für Astrophysik(马克斯·普朗克天体物理学研究所);Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian(哈佛-史密森尼天体物理中心)
研究通过MESA代码探索热亚矮星与白矮星双星系统演化为双白矮星或双爆超新星的机制,并分析其对超高速逃逸星的影响。
2025-11-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
Can helium envelopes change the outcome of direct white dwarf collisions?
最近,白矮星(WD)的碰撞被认为是Ia型超新星(SNIa)的可能机制。WD碰撞作为SNIa祖先的可行性的一个关键特征是,在爆震波点火之前,质量的显著部分被高度压缩到有效生产$^{56}$ Ni所需的密度。以前的研究主要采用完全由碳-氧(CO)组成的模型WD,而WD预计具有不可忽略的氦包络。考虑到在WD碰撞的条件下氦比CO更容易爆炸燃烧,合理的关注点是早期He爆震点火是否可以转化为早期CO爆震,从而大大减少$^{56}$ Ni合成。我们调查的作用,他在确定WD碰撞的命运进行了一系列的二维流体力学计算。我们发现,非平凡的减少CO点火时间的一个必要条件是,在接触区诞生的He爆轰成功地传播到未受冲击的壳。我们确定的最小的他壳质量作为一个功能的总WD质量,坚持这一条件。虽然我们利用一个简化的反应网络类似于以前的研究中使用的,我们的研究结果是在良好的协议与详细的调查网络的大小对He壳爆炸的影响。这使我们能够将我们的结果扩展到更真实的燃烧物理的情况。基于这些研究结果对WD成分的进化计算的比较,我们得出结论,大多数,如果不是全部,WD碰撞不会受到其固有的他组件的巨大影响。
2015-10-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
The structure of detonation waves in supernovae revisited
热核爆炸波的结构可以精确地解决,因此,可以作为一个试验台,用于研究不同的近似,包括在多维流体动力学模拟的超新星。本文给出了等质量分数的$^{12}$ C和$^{16}$ O(CO)以及纯$^{4}$ He(He)在宽范围的上游等离子体条件下的热核爆炸结构。我们构建的同位素列表使我们能够确定爆炸速度,以及这些爆炸的最终状态,具有百分比水平的不确定性(在这里首次获得)。我们提供我们的结果与$\sim0.1\%$,这为未来的研究提供了一个有效的基准的数值精度。我们进一步表明,CO爆炸是病理性的所有上游密度值,这不同于以往的研究,得出的结论是,低上游密度CO爆炸的查普曼-朱吉特(CJ)型。我们提供了一个近似的条件,独立的反应速率,允许估计是否任意上游值将支持CJ型爆震波。利用这一论点,我们能够表明,CO爆炸是病理性的,并验证了他爆炸的CJ型,如以前声称的他。我们对控制核统计平衡方法的反应的分析表明,在高密度下,反应$^{11}$ B $+p\leftrightarrow3^{4}$ He起着重要作用,这是以前未知的。
2018-11-28 astro-ph.HE
High-resolution hydrodynamic simulation of tidal detonation of a helium white dwarf by an intermediate mass black hole
利用极高分辨率的数值模拟方法,研究了中等质量黑洞($0.45M_\odot$)对氦(He)白矮星(WD)的潮汐扰动事件(TDE)中的潮汐爆轰过程. Tanikawa等人(2017)在先前的研究中表明,潮汐爆震是由于低分辨率模拟导致的非物理加热,即使使用$10$百万SPH粒子,这种非物理加热也会发生在三维(3D)平滑粒子流体动力学(SPH)模拟中。为了避免这种非物理加热,我们进行了3D SPH模拟高达$300$百万SPH粒子,和1D网格模拟,在3D SPH模拟的流动结构的1D初始条件。1D网格模拟比3D SPH模拟具有更高的分辨率。我们发现潮汐爆轰发生,并确认这一结果是完美的收敛与不同的空间分辨率在三维SPH和一维网格模拟。我们发现爆轰波独立地出现在WD的前部,并产生大量的$^{56}$ Ni。虽然在WD的尾部不产生爆震波,但是尾部接收在前部产生的爆震波,并且留下大量的Si族元素。最后,这个He WD TDE会合成$0.30M_\odot$的$^{56}$ Ni和$0.08M_\odot$的Si族元素,并且可以被观察到与Ia型超新星相当的发光热核瞬变。
2018-03-27 astro-ph.HE
Confronting double-detonation sub-Chandrasekhar models with the low-luminosity suppression of Type Ia supernovae
Ia型超新星(SNe Ia)可能是碳氧(CO)白矮星(WD)的热核爆炸,但它们的祖先系统仍然难以捉摸。最近,Sharon和Kushnir(2022)使用Zwicky瞬态设施明亮瞬态调查构建了合成的$^{56}$ Ni质量,$M_\text{Ni56}$,SNe Ia的分布。他们发现低光度($M_\text{Ni56}\approx0.15\,M_{\odot}$)SNe Ia的比率比更常见的$M_\text{Ni56}\approx0.7\,M_{\odot}$事件低$\sim10$的一个因子。我们在这里表明,为了双爆轰模型(DDM,其中一个传播热核爆轰波,TNDW,在一个薄的氦壳周围的一个sub-masekhar质量CO核心触发TNDW的核心)来解释这种低光度抑制,低质量($\approx0.85\,M_{\odot}$)WD爆炸的概率应该是$\sim100$ -倍低于高质量($\approx1.05\,M_{\odot}$)WD。一个可能的解释是,低质量的CO核心的点火以某种方式被抑制。我们使用精确的一维数值模拟表明,如果TNDW能够在氦壳层内传播,那么CO核心内的点火是有保证的(这里首次在全星模拟中解决),即使是$0.7\,M_{\odot}$ WD,也不能为低光度抑制提供自然的解释。DDM可以解释低光度抑制,如果在密近双星的主要WD的质量分布是显着不同的字段分布;如果氦壳点…
2023-02-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
Double detonations: variations in Type Ia supernovae due to different core and He shell masses -- II: synthetic observables
本文通过三维辐射转移模拟研究不同核心与氦壳质量下的亚钱德拉塞卡质量白矮星双爆轰模型,发现其光变曲线可再现 Ia 型超新星宽度-光度关系暗端,但颜色偏红且光谱含 Ti II 吸收特征,更适合解释奇特 Ia 型超新星。
2023-07-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
Surface and core detonations in rotating white dwarfs
利用三维流体动力学模拟方法研究了旋转白矮星质量为$\simeq 1 M_{\odot}$的双爆轰机制的可行性。假设是刚性旋转,旋转速度被取得足够高,以至于白矮星的初始球形几何形状被显著扭曲。与球对称模型不同的是,我们发现当氦气点火远离旋转轴时,爆轰波阵面在点火点的对极处呈螺旋收敛。尽管如此,碳核的爆炸仍然是最有可能的结果。核心的爆炸会引起强烈的爆炸,符合Ia型超新星的许多基本观测限制。我们的结论是,双爆轰机制也工作时,白矮星是快速旋转。这证实了亚克拉塞卡质量模型,也许还有一些双简并模型(那些在合并时刻有一些氦燃料的模型),作为产生Ia型超新星事件的吸引人的渠道。
2018-01-31 astro-ph.HE
SN 2022joj: A Potential Double Detonation with a Thin Helium shell
本文通过光度与光谱观测发现SN 2022joj早期极红但后期趋于典型Ia型超新星,提出其可能源于亚钱德拉塞卡质量白矮星上薄氦壳的双爆轰,并指出星云光谱异常需进一步建模验证。
2023-08-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Astrophysical Explosions: From Solar Flares to Cosmic Gamma-ray Bursts
天体物理学的爆炸是由磁、引力或热核能量在动力学时间尺度上的释放引起的,通常是系统的声音穿越时间。这些爆炸包括太阳和恒星耀斑、吸积盘中的爆发现象、白矮星和中子星表面的热核燃烧、中子星中的剧烈磁重联、热核和引力坍缩超新星以及宇宙伽马射线暴,每一种都代表不同类型和数量的能量释放。本文总结了这些爆炸的性质,并介绍了热核爆炸和扩展的星周介质爆炸的最新研究。地球爆炸研究与天体物理学爆炸研究,特别是从爆燃到爆炸的物理学研究之间存在着相似之处。关键词:中子星,黑洞,超新星,伽马射线暴,爆燃,爆炸。
2011-11-23 astro-ph.HE
Cellular Dynamics of Helium-rich Detonation on sub-Chandrasekhar Mass White Dwarf
Kyoto University(京都大学)
本研究通过2D模拟详细分析了亚钱德拉塞卡质量白矮星氦富包层中的细胞爆轰动力学,发现C/O污染会加速减小细胞宽度并延迟镍产生,指出全星模拟需结合亚网格建模以确保爆轰结果鲁棒性。
2026-10-12 astro-ph.HE
Exploring the diversity of double detonation explosions for type Ia supernovae: Effects of the post-explosion helium shell composition
碳氧白矮星顶部氦壳层的爆炸被认为是Ia型超新星(SNe~Ia)的一种潜在爆炸机制。氦壳燃烧时产生的灰烬会导致光变曲线和光谱与正常的SNe~Ia不一致,但对于一些在爆炸后几天内显示光变曲线凸起的天体来说可能是可行的。我们提出了一系列的辐射转移模型,旨在模拟预测从双爆轰爆炸模型。我们考虑了一系列的核心和壳质量,并系统地探索多种爆炸后的氦壳组合物。我们发现,各种亮度和早期光变曲线凸点的时间尺度的结果,从这些模型的外壳含有$^{56}$镍,$^{52}$铁,或$^{48}$铬。将我们的模型与具有光变曲线凸起的SNe~Ia进行比较,我们发现这些模型可以再现几乎所有观测到的凸起的形状,但是只有那些在最大光附近具有红色的物体($B-V \gtrsim 1$)在它们的演化过程中很好地匹配。与以前的工作相一致,我们还表明,这些模型中的壳不包含铁族元素提供良好的协议与正常SNe~Ia不同的光度从爆炸后不久,最大的光。虽然我们的模型并不等于积极的证据,有利于双爆轰的情况下,我们表明,提供氦壳灰不含铁族元素,它可能是可行的范围广泛的正常SNe~Ia。
2021-01-24 astro-ph.HE
AREPO White Dwarf merger simulations resulting in edge-lit detonation and run-away hypervelocity companion
使用 AREPO 模拟 $1.1\\,\mathrm{M_\odot}$ 碳氧白矮星与 $0.35\\,\mathrm{M_\odot}$ 氦白矮星合并,发现边缘点燃氦爆轰触发碳爆轰,产生超高速幸存伴星,并分析了参数敏感性。
2023-05-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
A Single Binary May Host Recurrent Thermonuclear Supernovae
Iax型超新星(SNe Iax)最普遍被接受的前身系统是一颗质量接近600亿塞卡的白矮星(WD)从一颗非简并的氦供体恒星吸积而产生的部分爆燃,爆炸后留下一个束缚的残余物。在本文中,我们调查WD残留是否可以在系统的生命周期中经历多个SNe。我们使用模块在天体物理学实验(MESA)发展各种单简并双星,以确定可能会经历多个SNe Iax由于多个氦吸积阶段。我们还调查了双WD系统形成后,随后的Ia型SN的可能性。我们的工作的结论是,相对高质量的捐助者密切的双星产生的几个热核SNe的概率最高。
2023-02-02 astro-ph.HE astro-ph.SR