The Density and Mass of Unshocked Ejecta in Cassiopeia A through Low Frequency Radio Absorption
描述年轻超新星遗迹中的喷出物是更好地理解恒星演化的必要步骤。在仙后座A中，未受冲击的喷出物中剩余的密度和总质量是模拟其爆炸和随后演变的重要参数。足够角分辨率的低频（<100 MHz）射电观测提供了一个独特的探测器，通过对同步辐射壳层的自由-自由吸收揭示了未受冲击的喷出物。我们已经使用了超大阵列加上馅饼镇链接扩展探测这个凉爽，电离吸收器在9角秒和18.5角秒的分辨率在74兆赫。结合更高频率的数据，我们估计电子密度为每立方厘米4.2个电子，总质量为0.39个太阳质量，不确定性约为2倍。这比斯皮策太空望远镜的红外线[S III]线比提供的每立方厘米100个电子的上限有了显著的提高。我们的估计是敏感的一些因素，包括温度和几何形状。然而，使用每个合理的值，我们的未受冲击的质量估计与动力学模型的预测一致。我们还考虑了冷的富含铁和碳的喷出物的存在或不存在，以及它们如何影响我们的计算。最后，我们调和的固有吸收，从未受冲击的喷出物与营业额在几十年前记录在低得多的频率Cas A的综合频谱。这些和其他最近的观测低于100兆赫证实，空间分辨的热吸收，当扩展到较低的频率和更高的分辨率，将提供一个强大的新工具，低频天体物理学。
2014-03-01 astro-ph.GA astro-ph.HE
The Three-Dimensional Structure of Cassiopeia A
我们使用斯皮策太空望远镜的红外光谱仪绘制了仙后座A的几乎整个范围，范围在5-40微米之间。利用红外和钱德拉X射线多普勒速度测量，以及光学喷出物超出前向冲击的位置，我们构建了一个3-D模型的残骸。Cas A的结构可以被表征为球形组件、倾斜的厚盘、以及多个喷射物射流/活塞和光学快速移动的结，所有这些都填充在厚盘平面上。Cas A中的亮环表示厚平面/活塞和大致球形的反向激波之间的交点。喷出物活塞表明了爆炸中的径向速度梯度。一些喷射活塞是双极的，具有围绕膨胀中心的相反方向的流动，而一些喷射活塞没有显示出这样的对称性。一些喷出物活塞似乎保持了核燃烧层的完整性，而另一些则似乎穿透了外层。喷出物活塞表明了爆炸中的径向速度梯度。在3-D中，东南部的Fe喷流占据了Si组发射中的“孔”，并不像以前认为的那样代表“翻转”。虽然与星周介质的相互作用会影响残骸的详细外观，并可能影响东南Fe喷流的可见度，但大部分对称性和不对称性都是Cas A爆炸所固有的。
2010-11-17 astro-ph.GA astro-ph.HE
SOFIA Far-infrared [O III] and [O I] Observations of Dense CO-knots in the Supernova Remnant Cassiopeia A: Multi-phase Ejecta
超新星遗迹中密集、快速移动的喷出物结是分子和尘埃形成的主要场所。我们目前的SOFIA远红外光谱仪FIFI-LS观测Cas A中的富CO结，覆盖了北部壳的~1平方弧分区域，在[O III] 52和88微米和[O I] 63微米线。FIFI-LS谱表明，[O III]和[O I]的谱线轮廓与Herschel PACS [O III]和CO谱线轮廓相似。我们发现，[O III]地图显示非常不同的形态比[O I]地图。[O III]图显示了弥散的大尺度结构，两条[O III]线的比率表明在所绘制的区域内存在密度范围为500 - 10，000/cm ^3的气体。相反，[O I]图显示与密集的富CO结相关的明亮发射。63微米的[O I]线描绘了冷却的、致密的冲击后喷出物气体。我们发现，IR占主导地位的[O III]发射是从后冲击气体的基础上，其形态，高柱密度，和速度分布。我们描述了多相喷出物结，一生的团块，和生存的年轻超新星遗迹的尘埃。
2019-06-06 astro-ph.CO astro-ph.GA
Near-Infrared Spectroscopy of Dense Ejecta Knots in the Outer Eastern Area of the Cassiopeia A Supernova Remnant
本研究通过近红外多目标光谱分析仙后座A东部外区NE喷流与Fe K羽流的抛射物结，揭示其元素组成差异及富铁致密结的起源。
2023-05-08 astro-ph.GA astro-ph.HE
Dust destruction by the reverse shock in the clumpy supernova remnant Cassiopeia A based on hydrodynamic simulations
对核心坍缩超新星喷出物的观测表明，尘埃颗粒在膨胀的喷出物中形成过密的气体团。这些团块随后经受反向激波的通过，并且由于激波后气体中的高温和高速，大量新形成的粉尘材料可能被破坏。为了确定尘埃的存活率，我们已经进行了一组流体动力学模拟，使用基于网格的代码AstroBEAR，以模拟与气体和尘埃的团块相互作用的冲击波。之后，尘埃运动和尘埃破坏率计算使用我们新开发的外部，后处理代码纸船，其中包括气体和等离子体阻力，颗粒充电，运动学和热溅射以及颗粒颗粒碰撞。我们已经确定了富含氧气的超新星遗迹仙后座A的尘埃存活率作为初始颗粒大小，尘埃材料和气体密度的函数。
2019-09-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
Dust Destruction by the Reverse Shock in the Cassiopeia A Supernova Remnant
核心坍缩超新星（CCSNe）是星际尘埃的重要来源，其爆炸喷出物可能产生一个太阳质量的尘埃。然而，与其他尘埃源不同的是，这些尘埃必须在超新星爆炸波与周围介质相互作用产生的反向冲击波中幸存下来。CCSNe产生的尘埃净数量的知识对于理解本地和高红移宇宙中尘埃的起源和演化至关重要。我们的目的是确定尘埃的喷出物的破坏机制，并得出的净尘埃量，幸存下来的反向冲击的通道。我们使用分析模型的超新星爆炸波和反向冲击波的演变，特别适用于仙后座A的残余的clusifenejecta。我们假设，尘埃驻留在凉爽的富氧团块，均匀分布在残留物和周围的热X射线发射等离子体，和尘埃组成的硅酸盐（MgSiO3）和无定形碳颗粒。反向激波通过团块时引起气粒相对运动，也破坏团块。在喷出物云内部，尘埃通过动力学溅射进行处理，当颗粒逃离团块时，或者当团块被反向冲击摧毁时，动力学溅射终止。在任一种情况下，此后通过在热环境气体中的热溅射进行晶粒破坏。我们发现，分别有11.8%和15.9%的硅酸盐和碳尘在冲击波到达遗迹中心时幸存下来。这些分数取决于喷出物的形态和残余物膨胀的介质，以及喷出物中形成的颗粒的成分和大小分布。因此，对于不同类型的超新星，结果会有所不同。
2016-05-03 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
A Comparative Study of the Supernova Remnant Cassiopeia A from 2013--2020 Deep [Fe II]+[Si I] Images
Seoul National University（首尔大学）；Korea Astronomy and Space Science Institute（韩国天体物理与空间科学研究所）；Samsung SDS（三星SDS）
利用2013-2020年深[Fe II]+[Si I]图像，研究Cassiopeia A超新星残骸的形态和运动学变化，发现高速运动喷射物结的显著波动及壳层扩展模式。
2026-02-09 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Reverse Shock Revisited in Cassiopeia A with Chandra
本研究利用钱德拉数据重新分析仙后座A中的反向激波，通过谱线通量比和质心能量确定其位置与速度，并验证了两种测量方法的一致性，揭示爆炸不对称性对遗迹结构的影响。
2024-05-27 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
A Deep Near-Infrared [Fe II]+[Si I] Emission Line Image of the Supernova Remnant Cassiopeia A
我们提出了一个长曝光（~10小时）的超新星（SN）残余仙后座A（Cas A）的图像与UKIRT的3.8米望远镜使用窄带滤波器中心在1.644微米的排放。通带包含[Fe II] 1.644 μ m和[Si I] 1.645 μ m线，我们的“深[Fe II]+[Si I]图像”提供了前所未有的Cas A全景图，以亚弧秒（~0.7弧秒或0.012 pc）分辨率显示了冲击和未冲击的SN喷出物以及冲击的星周介质。未受冲击的SN喷出物的漫射发射具有团块、细丝和弧的形式，并且它们的空间分布与Spitzer [Si II]红外发射的空间分布很好地相关，这表明发射可能是由于[Si I]线而不是像在受冲击的材料中那样的[Fe II]线。Cas A的光学不可见的西部区域的结构首次被清楚地看到。该地区充满了许多准固定絮凝体（QSF）和破碎的喷出物壳的碎片。我们认为，在这个地区的异常无线电特性可能是由于这种密集的团块的数量增加。我们在[Fe II]+[Si I]深图像中识别了309个结，并将其分为QSF和快速移动结（FMK）。QSF的H+He总质量约为0.23 Msun，这意味着在祖先的红超巨星风中，致密团块的质量分数为4- 13%。QSF的空间分布表明，在SN爆炸前$10^4$-$10^5$年，存在高度不对称的质量损失。发射[Fe II]谱线的致密铁喷射物的质量约为3 x $10^{-5}$ Msun。…
2018-09-21 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Shockingly Bright Warm Carbon Monoxide Molecular Features in the Supernova Remnant Cassiopeia A Revealed by JWST
本文利用JWST对超新星遗迹仙后座A进行多波段成像和光谱观测，揭示CO分子在反向激波后重新形成并呈现异常明亮复杂的振转谱线特征，通过LTE建模得到1080 K温度，为超新星中尘埃、分子与电离抛射物的关联及早期宇宙尘埃形成提供了关键约束。
2024-06-06 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The dust mass in Cassiopeia A from a spatially resolved Herschel analysis
理论模型预测，核心坍缩超新星（CCSNe）可能是有效的尘埃制造者（0.1-1.0 Msun），可能是早期宇宙中大部分尘埃产生的原因。然而，这种粉尘产生效率的观测证据目前仅限于少数CCSN残留物（例如，SN 1987 A，蟹状星云）。在本文中，我们重新审视仙后座A（Cas A），一个330岁的富含O的银河系超新星遗迹（SNR）嵌入在一个密集的星际前景和背景中产生的尘埃质量。我们提出了第一个空间分辨分析的基础上，斯皮策和赫歇尔红外和亚毫米数据在一个共同的分辨率为~0.6弧分，这5弧分直径残留污染线发射和同步辐射仔细去除。我们用四组分星际介质和超新星尘埃模型拟合了17 ~ 500微米的尘埃连续体。我们在Cas A未受冲击的喷出物中发现了冷尘埃的浓度，并推导出SNR中新鲜产生的硅酸盐颗粒的质量为0.3-0.5兆太阳能，下限>=0.1-0.2兆太阳能。对于50%的硅酸盐型颗粒和50%的碳质颗粒的混合物，我们推导出总SN尘埃质量之间的0.4 Msun和0.6 Msun。这些尘埃质量的估计值高于大多数以前对Cas A的研究，并支持超新星主导的高红移尘埃产生的情景。我们还导出了Cas A附近的星际消光图，其平均值为A_V=6-8等，最大值为A_V=15等。
2017-01-08 astro-ph.GA
A Herschel PACS and SPIRE study of the dust content of the Cassiopeia A supernova remnant
利用3.5米赫歇尔空间天文台的PACS和SPIRE仪器，在70 - 500 μ m的六个波段上获得了Cas A的成像测光，角分辨率为6 - 37”。在残余物的外部区域，70微米PACS图像类似于24微米图像斯皮策图像，其发射归因于位于反向激波区域的相同的暖尘埃成分。在较长的波长下，这三个SPIRE波段越来越多地由冷星际尘埃结和细丝的发射所主导，特别是在残骸的中部，西部和南部。遗迹北部的非热辐射在500 μ m处变得突出。我们已经估计并减去了非热的、温暖的尘埃和寒冷的星际尘埃成分的贡献。我们确认和解决的第一次冷（~35 K）的尘埃成分，发射在70-160微米，位于内部的反向冲击区，估计质量为0.075 Msun。
2010-05-15 astro-ph.GA
Far-infrared Polarization of the Supernova Remnant Cassiopeia A with SOFIA HAWC+
本研究利用SOFIA的HAWC+仪器观测仙后座A超新星遗迹的远红外偏振，证实尘埃颗粒大且以硅酸盐为主、与磁场强排列，估算出喷流尘埃质量下限，支持核心坍缩超新星是高红移星系尘埃重要来源的假说。
2023-04-13 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
From total destruction to complete survival: Dust processing at different evolutionary stages in the supernova remnant Cassiopeia A
本研究通过磁流体动力学模拟与团块建模，探究仙后座A超新星遗迹不同演化阶段反向激波对尘埃的破坏情况，发现尘埃存续率随激波撞击时间延后及颗粒尺寸增大而提升。
2024-02-01 astro-ph.GA astro-ph.SR
Interstellar and Ejecta Dust in the Cas A Supernova Remnant
红外连续观测提供了一种手段，调查尘埃的物理成分的喷出物和扫起的介质中的Cas A超新星遗迹。使用低分辨率斯皮策IRS光谱（5 - 35 $μ$ m），和宽带赫歇尔PACS成像（70，100，和160 $μ$ m），我们确定特征尘埃光谱，与经历了不同的核燃烧历史的喷出物层。最明亮的光谱在$\sim9$和21 $μ$ m处具有较强的发射特征，并且与具有强Ar发射线的喷出物结密切相关。粉尘特征可以通过具有相对低的Mg与Si比率的硅酸镁颗粒来再现。另一个尘埃光谱与具有强Ne发射线的喷出物有关。没有任何硅酸盐特征的迹象，最适合Al $_2$ O $_3$粉尘。第三个特征尘埃光谱显示出与镁硅比相对较高的硅酸镁最匹配的特征。这些尘埃主要与发射X射线的冲击喷出物有关，但在预期有冲击星际或星周物质的区域也很明显。然而，尘埃成分的识别并不是唯一的，每个光谱都包括一个未知成分的额外无特征尘埃成分。成分不确定的冷尘埃与SNR内部的排放有关，那里的反向冲击尚未席卷并加热喷出物。Cas A中的大部分尘埃质量都与这种未识别的冷成分有关，它是$\lesssim0.1$ $M_{\odot}$。较暖的尘埃质量只有$\sim 0.04$ $M_{\odot}$。
2014-03-12 astro-ph.GA
Three-Dimensional Kinematic Reconstruction of the Optically-Emitting, High-Velocity, Oxygen-Rich Ejecta of Supernova Remnant N132D
我们提出了一个三维运动学重建的光学发射，富氧的喷出物超新星遗迹N132 D在大麦哲伦星云。数据是用6.5米麦哲伦望远镜结合IMACS+GISMO仪器和观测[O III] $λλ$ 4959，5007线发射在以N132 D为中心的${\sim}$ 3 $^{\prime}~\times$ 3 $^{\prime}$区域获得的。我们的数据的空间和光谱分辨率，使详细检查的光学喷出物的结构。N132 D的大部分光学明亮的氧喷射物排列在相对于天空平面倾斜约28 $^{\circ}$的环形几何形状中。环面的半径为4.4 pc（$D_{\rm LMC}$ /50 kpc），径向速度不对称性蓝移，从$-3000$到$+2300$ km s $^{-1}$，圆周上有明显的断裂。假设从富氧细丝的几何中心同源膨胀，1745公里秒$^{-1}$的平均膨胀速度转换为2450年$\pm$ 195年爆炸以来的年龄。一个微弱的，空间分离的“失控结”（RK）的总空间速度为3650公里秒$^{-1}$是几乎垂直于环面平面和重合的X射线发射，这是大大增强了硅相对于LMC和N132 D的散装喷出物。这些运动学和化学特征表明，RK可能起源于原始恒星的深处。总的来说，N132 D的主要壳层形态和高速、富含Si的成分与仙后座A有着显著的相似性，仙后座A是IIb型超新星爆炸的结果。我们的研究结果强调了进一步观察和模拟的必要性，这…
2020-03-31 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Old supernova dust factory revealed at the Galactic center
超新星喷出物中的尘埃形成是目前解释在遥远的早期宇宙中观察到的大量尘埃的主要候选者。然而，目前还不清楚喷出物形成的尘埃是否能在超新星遗迹（SNR）的高温内部存活下来。我们目前的红外观测~0.02 $M_\odot$的温暖（~100 K）的尘埃看到附近的中心的~10,000岁的Sgr A东SNR在银河系中心。我们的研究结果表明，在一个较老的SNR，是扩大到一个相对密集的周围介质（$n_e$ ~ 100 $\mathrm{cm}^{-3}$），并已幸存下来的反向冲击通过灰尘的检测。结果表明，超新星可能确实是早期宇宙星系致密环境中主要的尘埃产生机制。
2015-03-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
Predictions of the extent of self-enrichment in oxygen of giant metal-poor HII regions
在一般情况下，HII区没有明显的迹象，自我富集的产品从大质量恒星（M > 8 M_sun）。为了探究其中的原因，我模拟了沃尔夫-拉叶星喷出物对贫金属（Z=0.001）HII区的污染，这些物质要么被一个10^6兆太阳的同时代恒星团（星团1）电离，要么被一个以1兆太阳/年^-1的速率连续形成恒星的星团（星团2）电离。团簇的Z=0.001，Salpeter初始质量函数（IMF）为0.1 - 120 M_sun。独立的一维恒定密度模拟未富集的HII区域的发射线光谱计算在离散年龄1，2，3，4，和5百万年，与光电离代码云，作为输入，辐射和机械恒星反馈预测的进化合成代码STARBURST 99。每一个HII区域都被放置在MacLow和McCray（1988）的膨胀的超级气泡的外半径处。对于热平衡和电离平衡时间尺度小于100万年的模型，以及与观测一致的氧发射线比，超级气泡和HII区域的内部被STARBURST 99预测的恒星喷出物均匀地瞬间污染。我得到了一个最大的氧丰度增加0.025德克斯，与集群1，在400万年。这将是不可观察的。
2009-02-20 astro-ph.GA
SNR G292.0+1.8: A Remnant of a Low-Mass Progenitor Stripped-Envelope Supernova
我们提出了一个银河系超新星遗迹（SNR）G292.0+1.8，一个典型的例子，一个核心崩溃的SNR，包含富氧喷出物，拱星物质，一个快速移动的脉冲星，和脉冲星风星云（PWN）的研究。我们使用流体动力学模拟的残余物的演变表明，SNR的反向冲击波与PWN相互作用，最有可能震惊了大多数超新星喷出物。在我们的模型中，这种情况需要总喷出物质量为$\lesssim 3\: \rm M_{\odot}$，这意味着在反向激波内部没有大量的冷喷出物。根据这些结果，我们比较了估计的元素质量和丰度比的反冲击喷出物核合成模型，发现它们是一致的与一个祖星的初始质量为12-16 $\: \rm M_{\odot}$。我们的结论是，G292.0+1.8的前身可能是一颗质量相对较低的恒星，通过双星相互作用经历了显着的质量损失，并产生了一个剥离的信封超新星爆炸。我们还认为，在G292.0+1.8中被称为“马刺”的区域是由于脉冲星通过超新星喷出物的运动而产生的，其动力学性质可能表明脉冲星速度的视线分量，导致总空间速度为$\sim 600\: \rm km\:s^{-1}$，并意味着一个显着的出生踢。最后，我们讨论了与G292.0+1.8相关的二进制质量损失情况及其对二进制伴星性质和未来搜索的影响。
2022-05-03 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
A High-Resolution X-Ray and Optical Study of SN 1006: Asymmetric Expansion and Small-Scale Structure in a Type Ia Supernova Remnant
我们介绍了一个深（670 ks）的X射线调查的SN 1006残留钱德拉，加上深H-α图像从4米望远镜在CTIO。与钱德拉2003年的图像进行比较，首次测量了整个边缘周围的X射线自行。我们发现，膨胀速度随方位角的变化显着：最高的速度约为7400公里/秒（近2.5倍，在西北）被发现沿东南边缘，运动学和光谱表明，大多数的X射线干从未减速喷出物。喷出物的分布在不同的空间尺度上都是不对称的。富含Si的喷出物在SE象限中特别突出，而O和Mg分布更均匀，表明爆炸本身产生的大规模不对称性。Ne辐射在主震后沿NW边缘的尖暗条中最强，那里的震前密度最高。在这里，Ne可能是星际的，而壳层内的Ne可能包括喷出物的贡献。在投影壳的内部，我们发现了一些孤立的“子弹”，似乎是超新星喷出物，在H-alpha中看到的弓形激波之前，我们解释为喷出物结已经到达周围ISM的相对密集区域。最近的Ia型超新星三维流体动力学模型显示了类似于SN 1006 X射线中所见的小尺度特征;爆炸本身或随后的不稳定性的起源仍然是可行的选择。我们已经扩大了对同步加速器主导的冲击波阵面之前的前体X射线发射的搜索。沿东北和西南边缘的轮廓要求前兆比约3角秒更薄，比冲击后峰值的约5%更暗。这些限制表明，磁场在狭窄的前体区域中被放大7倍或更多，从而促进扩散粒子加速。
2013-12-11 astro-ph.GA astro-ph.HE
Dust in Historical Galactic Type Ia Supernova Remnants with Herschel
星系中星际尘埃的起源还不太清楚，特别是超新星和中低质量恒星的冷恒星风的相对贡献。在这里，我们介绍了历史上年轻超新星遗迹的70- 500微米的赫歇尔PACS和SPIRE测光：开普勒和第谷;两者都被认为是Ia型爆炸事件的遗迹。我们在开普勒的残骸中检测到一个温度为82 K、质量为0.0031Msun的暖尘成分，这与热X射线发射的光学结和细丝在空间上是一致的，这与起源于被残骸的主爆炸波扫过的星周物质的暖尘一致。同样，对于第谷的遗迹，我们探测到了质量为0.0086Msun的90 K温暖尘埃。通过比较热尘埃的空间分布与来自喷出物和扫掠介质的X射线以及来自激波后边缘的Ha发射，我们发现热尘埃是扫掠星际物质的。我们没有发现在大质量恒星的核心坍缩残留物中观察到的质量>0.07Msun的尘埃的冷（25-50 K）成分的证据。这里探测到的温暖或寒冷的尘埃成分在空间上都与超新星喷出物物质不一致。我们比较缺乏观测到的超新星尘埃与理论模型的尘埃形成在Ia型遗迹，预测尘埃质量为0.088（0.017）Msun的喷出物扩展到周围的密度为1（5）cm-3。该模型预测，富含硅和碳的尘埃颗粒将在400年时遇到观测到的尘埃排放的内部边缘，这证实了大多数温暖的尘埃来自于被扫过的星周或星际颗粒（分别为开普勒和第谷）。在喷出物中缺乏冷尘埃颗粒表明，Ia型残留物不会产生大量的富铁尘埃颗粒，并有重要的后果，在喷出物中观察到的“失踪…
2012-01-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
