Origin of Dust around V1309 Sco
星际介质中尘埃颗粒的起源仍然是一个悬而未决的问题。\cite{Nicholls2013}发现V1309 Sco周围存在大量尘埃,可能是由接触双星合并产生的。我们调查周围的尘埃V1309斯科的起源,并建议,这些尘埃颗粒有效地产生的二进制合并喷出物。利用\emph{AGBDUST}程序,我们估计尘埃粒子产生了$\sim 5.2\times10^{-4} M_\odot$,其半径为$\sim 10^{-5}$ cm。这些尘埃颗粒主要由硅酸盐和铁颗粒组成。由于双星合并喷出物的质量很小,双星合并喷出物产生的尘埃对星际介质中总尘埃产生的贡献可以忽略不计。然而,最重要的是,V1309 Sco周围大量尘埃的发现为这一想法提供了直接支持-共同的包层喷出物为尘埃的形成和生长提供了理想的环境。因此,我们确认共同包层喷出物可能是宇宙尘埃的重要来源。
2013-08-27 astro-ph.SR
The Formation of Bimodal Dust Species in Nova Ejecta
新星喷发中双峰尘埃(即硅酸盐和无定形碳尘埃颗粒共存)的形成是一个悬而未决的问题。根据恒星天体物理学实验模块模拟的新星模型,假设新星喷出物为球形几何,分别采用膨胀模型和辐射激波模型计算了纯新星喷出物中碳(C)和镁橄榄石(Mg 2SiO 4)尘埃颗粒的形成和生长。在这些模型中,预先存在的星周介质的化学性质没有考虑在内。在自由膨胀模型中,新星喷出物不是尘埃成核的理想环境。然而,在辐射激波模型中,它可以有效地产生尘埃。我们估计每颗新星都能产生平均质量约为$10^{-9}$和$10^{-8}$ ${\rm M_\odot}$的C颗粒,以及平均质量约为$10^{-8}$和$10^{-7}$ ${\rm M_\odot}$的Mg $_2$ SiO $_4$颗粒。以喷出的气体质量计,粉尘与气体的比例约为1%. C颗粒首先在新星爆发后几天或几十天形成。之后,Mg $_2$ SiO $_4$颗粒在数十天内开始生长,这与观察结果一致。
2019-10-30 astro-ph.SR
Condensation of dust in the ejecta of type II-P supernovae
目的:通过将尘埃的成核和凝聚阶段与气相化学耦合,研究II-P型超新星尘埃的产生。我们认为两个超新星的祖先群众与均匀和clusified喷出物,以评估化学类型和数量的尘埃,形成。粒度分布作为爆炸后时间的函数。方法:用化学网络描述气相化学和尘埃团簇的同时形成。被认为是形成的关键物种(CO,SiO)和灰尘的硅酸盐,氧化铝,二氧化硅,金属碳化物和硫化物,纯金属,和无定形碳的集群。描述成核相的化学的主方程耦合到基于布朗凝聚的尘埃凝结形式主义。结果:II-P型超新星产生的尘埃颗粒的各种化学成分和大小分布作为时间的函数。随着时间的推移,颗粒尺寸分布变得越来越复杂,向大颗粒倾斜,并且与通常用于星际尘埃的MRN幂律分布不同。气体密度以团块的形式增加,强烈影响粉尘的化学成分和粒度分布。硅酸盐和纯金属颗粒高度依赖于块状。具体来说,clusific喷出物产生的颗粒超过0.1微米,最终的尘埃质量达到0.14 Msun。相反,碳和氧化铝粉尘质量由粉尘产生区域中氧化铝和碳的质量产率控制。喷出物中形成了几种尘埃成分,总尘埃质量在爆发后3至5年的时间内逐渐增加。这种逐渐的增长为爆炸后早期形成的小尘埃质量和最近对超新星遗迹的观测得出的高尘埃质量之间的差异提供了一个可能的解释。
2014-12-17 astro-ph.SR
The interplay between chemistry and nucleation in the formation of carbonaceous dust in supernova ejecta
核心坍缩超新星被认为是高红移宇宙中星际介质原始尘埃富集的重要贡献者。到目前为止,恒星爆炸中尘埃形成的理论模型提供了有争议的结果,并且通常与当地超新星尘埃形成的观测结果不太吻合。我们提出了一种新的方法来计算年轻超新星遗迹中碳质尘埃的形成。我们的新技术使用成核理论和化学反应网络,使我们能够计算分子水平以上的尘埃生长,以及考虑形成颗粒的化学侵蚀。我们发现,碳质尘埃有效地形成在喷出物的核心,但需要几年的冷凝,比以前估计的时间更长。它的形成是不均匀的,并且仍然集中在残余的内部。这些结果支持了核心坍缩超新星作为尘埃工厂的作用,并为SN 1987 A的观测提供了新的见解,在SN 1987 A中,在核心坍缩后数年的时间尺度上发现了大量的尘埃。
2015-12-10 astro-ph.SR
X-ray illumination of the ejecta of Supernova 1987A
我们提出了在过去17年的HST成像观测测量SN 1987 A喷出物的后期光学光变曲线。我们发现,从喷出物的通量下降到2001年左右,供电的放射性衰变的44Ti。然后流量开始增加,到2009年底增加了一倍多。我们表明,增加的结果是能量沉积的X射线产生的相互作用与星周介质。我们认为,从内部到外部的主要能量输入到喷出物的变化,标志着从超新星到超新星遗迹的过渡。观测和建模的详细情况见随附的补充资料。
2011-06-12 astro-ph.SR
Spectroscopic diagnostics of dust formation and evolution in classical nova ejecta
一小部分经典新星在爆发的早期阶段形成尘埃。经典的CO nova V5668 Sgr(Nova Sgr. 2015年b)在爆发后约100天经历了一个深光度最小值,覆盖了整个光谱。在较早的CO新星V705 Cas(Nova Cas 1993)中观察到了类似的事件,在较近的CO新星V339 Del(Nova Del 2013)中观察到了光学意义较小的事件。这项研究提供了一个“比较和对比”这些事件,以更好地了解非常动态的尘埃形成事件。我们显示了尘埃形成的影响,多波长高分辨率线轮廓的间隔1200 nm-9200 nm使用的双锥弹道结构,已被应用在我们以前的研究喷出物。我们发现,V5668 Sgr和V339 Del都可以用灰色不透明度的尘埃来模拟,这表明尘埃颗粒相当大(至少0.1微米),并且在晚时间光谱中,对于V5668 Sgr,直到事件发生后650天,对于V339 Del,直到事件发生后866天,谱线轮廓的持续不对称性表明尘埃很好地进入透明,喷出物演化的星云阶段。这是一种评估尘埃形成新星的特性的一般方法,在喷出物中红外线完全透明之后。
2018-07-18 astro-ph.SR
The Evolution of Dust Opacity in Core Collapse Supernovae and the Rapid Formation of Dust in Their Ejecta
核心坍缩超新星(CCSNe)的红外(IR)观测已被用来推断在其喷出物中形成的尘埃质量。推断的尘埃质量与超新星(SN)年龄的关系图显示了尘埃质量随时间增加的趋势,跨越了几十年的观测。这一趋势被解释为CCSNe中尘埃缓慢和逐渐形成的证据。从观测上看,这种趋势表现出一种$ t^2$行为,这正是从膨胀的光学厚度喷出物中所预期的。在这种情况下,观测到的尘埃存在于喷出物的红外(IR)薄的“光球层”中,并且仅构成总尘埃质量的一小部分。因此,我们认为粉尘的形成过程非常迅速,在爆炸后两年内,大多数可用的耐火元素都被冷凝。在早期的时期,只有一小部分的尘埃排放逃逸的喷出物占低观测到的尘埃质量。喷出物的全部尘埃含量在爆炸后几十年才被揭开,其红外不透明度逐渐降低。这张照片的佐证包括SN 1987 A喷出物中耐火元素的早期耗尽和SN~ 2004 et中300天左右出现的硅酸盐发射带。
2018-12-19 astro-ph.GA astro-ph.SR
Molecules and dust in Cas A: I - Synthesis in the supernova phase and processing by the reverse shock in the clumpy remnant
目的:我们研究化学的IIb型超新星喷出物,导致了Cas A超新星遗迹,以评估化学类型和数量的尘埃,形成和演变的残余阶段。后来,我们模拟了一个密集的富氧喷出物结,在Cas A的反向冲击交叉研究团簇气相的演变和可能性,以改革后的反向冲击气体尘埃团。方法:化学网络,包括在高气体温度和密度有效的所有过程。描述了关键双分子物种(CO,SiO)和尘埃团簇的形成。刚性,耦合,普通,微分方程求解的条件有关的SN喷出物和后反向冲击气体。结果如下:我们发现,IIb型SNe喷出物无法形成大量的分子和尘埃团,而不是他们的II-P型同行,因为他们的弥漫喷出物。气体密度需要增加几个数量级才能形成尘埃团。我们发现,尘埃团的化学成分的变化急剧增加的气体密度和增益的化学复杂性。因此,Cas A超新星祖先的喷出物必须以致密团块的形式存在,以解释从Cas A的红外观测推断的尘埃化学成分和质量。我们发现,在一个团,这是由反向冲击重组后的反向冲击气体与低丰度比那些最初的喷出物团,除了SiO。这些分子包括CO、SiS和O2。尘埃团被反向激波破坏,即使在最高的气体密度下,也不会在反向激波后的气体中重新形成。这些结果表明,在Cas A的致密结和其他超新星遗迹中,不太可能从气相合成尘埃颗粒。
2014-01-22 astro-ph.SR
Molecules and dust in Cassiopeia A: II - Dust sputtering and diagnosis of dust survival in supernova remnants
我们研究了超新星遗迹仙后座A的尘埃演化。我们通过模拟颗粒的溅射来跟踪II-b型超新星中形成的尘埃颗粒的处理过程。尘埃位于被反向冲击穿过的致密喷出物团块中。研究了反向激波破坏团簇后团簇间介质的进一步溅射。本文还研究了II-P型超新星及其残余物的致密喷出物团块中的尘埃演化。我们研究了描述喷出物氧核的富氧团块,以及对应于最外层富碳喷出物区的富碳团块。我们认为在超新星形成的尘埃成分,几个反向冲击波速度和团间气体温度,并得出尘埃粒度分布和质量作为时间的函数。我们发现,非热溅射在团块是重要的,占减少的颗粒人口的~ 40%至80%的质量,这取决于团块气体过密度和颗粒的类型和大小。II-b型超新星形成小颗粒,这些颗粒在团块内和团块间的介质中溅射。对于Cas A,硅酸盐颗粒在团间介质中不能经受热溅射。我们推导出的质量目前处理的硅酸盐,氧化铝和碳颗粒在Cas A同意以及从观察得出的值。II-P型超新星产生的颗粒更好地存活于残余阶段。对于密集的喷出物团块,尘埃的存活效率在质量的42%和98%之间。对于SN 1987 A模式,导出的幸存尘埃质量在~ 0.06-0.13 Msolar范围内。这种类型的致密超新星可以有效地为星系提供尘埃。具体地,超过0.1微米的硅酸盐颗粒和超过0.05微米的其他颗粒在残余物中经受住热溅射。因此,超新星起源的太阳前颗粒可能形成于II-P型超新星的密集喷出物团块中。
2016-03-02 astro-ph.SR
Formation of Dust in the Ejecta of Type Ia Supernovae
我们研究了Ia型超新星(SNe Ia)的喷出物中尘埃颗粒的形成,采用碳爆燃W7模型。在尘埃形成的计算中,我们应用成核和晶粒生长理论,并考虑两种情况下,有和没有形成CO和SiO分子。计算结果表明,在α_j=1的粘附概率下,C、硅酸盐、Si和FeS颗粒在爆炸后100--300天的早期就能凝聚,而Fe和SiC颗粒基本上不能形成。由于没有H包层的Ia型超新星中气体密度低,新形成晶粒的平均半径通常低于0.01微米,比II-P型超新星中的小得多。这支持了我们先前的结论,即在SNe中,喷出物中形成的尘埃半径较小,包层质量较小。当α j=0.1- 1时,尘埃总质量的范围为3 × 10 ^{-4} M_sun到0.2 M_sun,这取决于是否形成CO和SiO分子。我们还估计了新形成的尘埃的光学厚度和热辐射,并与Ia超新星的相关观测结果进行了比较。我们发现,在超新星Ia的C颗粒的形成被抑制,以符合观测的限制。这意味着高能光子和电子严重抑制了C晶粒的形成效率,或者Ia型超新星最外层的C-O层几乎完全燃烧。最后,我们计算了超新星遗迹中尘埃的破坏过程,发现Ia超新星喷出物中的尘埃颗粒在被注入星际介质之前,几乎完全被冲击气体破坏。这表明超新星Ia不太可能是星际尘埃的主要来源。
2011-05-05 astro-ph.SR
Non-Equipartition of Energy, Masses of Nova Ejecta, and Type Ia Supernovae
在经典新星爆发过程中喷射出的总质量需要回答两个具有广泛天体物理意义的问题:吸积的白矮星能否被推向克拉塞卡质量极限以产生Ia型超新星?超亮红色变星是一种新的天体物理现象,还是仅仅是极端的经典新星?我们回顾了用于确定新星喷出物质量的方法。除了BT Mon(1939年新星)的独特情况外,所有新星喷出物的质量测定都依赖于未经检验的假设和多参数模型。新星喷出物中动能和辐射能(分别为E_kin和E_rad)均分的非常简单的假设被用来解决M31中超亮红色变星的这个难题。推导出的质量远大于任何经典新星模型产生的质量。我们对新星喷发的模拟表明,新星喷发物中的辐射和动能远未达到能量均分,E_kin/E_rad比值的变化通常为四个数量级。均分假设不能用来推断新星喷出物的质量;任何这样的“测定”都可能被高估10,000倍。我们对一系列广泛的新星模拟进行数据挖掘,以寻找可能产生新星喷出物质量的相关性。值得注意的是,在新星爆发时喷射出的质量仅取决于(并与之成正比)E_rad。如果我们测量到爆发新星的距离和它的辐射热光变曲线,那么E_rad和喷出的质量就可以直接测量。
2010-02-11 astro-ph.SR
A New Dust Budget In The Large Magellanic Cloud
星系中尘埃的起源知之甚少。近年来,对大麦云云(LMC)的观测为尘埃研究提供了天体物理实验室。利用星族综合的方法,研究了渐近巨星分支(AGB)星、共包络(CE)喷出物和II型超新星(SNe II)产生的尘埃对大麦哲伦星云尘埃总收支的贡献.根据我们的模型,AGB星在大麦哲伦星云的尘埃产生率(DPR)大约在$2.5\times10^{-5}$和$4.0\times10^{-6}M_\odot{\rm yr^{-1}}$之间。这种不确定性主要是由于AGB星尘埃产额的不同模型造成的。CE喷出物的DPR约为$6.3\times10^{-6}$(初始二元分数为50%)。这些结果在几个观测估计的大范围内。AGB星主要产生碳颗粒,这与观测结果一致。CE喷出物产生的尘埃颗粒主要是硅酸盐和铁颗粒。SNe II的贡献非常不确定。与没有反向激波的SNe II相比,AGB星和CE喷出物的DPR可以忽略不计。然而,如果SNe Ⅱ产生的尘埃颗粒在反向冲击后只有2%能够存活,那么SNe Ⅱ的贡献就很小了。AGB星在大麦哲伦星云中产生的尘埃总质量介于$2.8\times10^4$和$3.2\times10^5M_\odot$之间,CE喷出物产生的尘埃总质量约为$6.3\times10^4$。它们远低于观测估计的值。因此,LMC中应该有其他粉尘源。
2015-05-11 astro-ph.SR
The effects of red supergiant mass loss on supernova ejecta and the circumburst medium
大质量恒星成为红超巨星时,在这短暂的演化阶段会失去大量的质量。然后,它们要么爆炸为富氢超新星(SN II型),要么继续演化为更热的超巨星(爆炸前)。红超巨星缓慢的尘埃喷出物将被炽热的星风和/或SN喷出物所淹没。我将提出这种相互作用的条件的估计,并讨论一些影响。
2009-06-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
The chemistry of population III supernova ejecta: II - The nucleation of molecular clusters as a diagnostic for dust in the early universe
我们研究形成的分子前体尘埃在第三星族超新星喷出物使用化学动力学方法。我们的工作重点是零金属丰度20 Msun和170 Msun的祖先,我们认为完全宏观混合和未混合喷出物。用一个新的化学反应网络描述了小分子硅、金属氧化物和硫化物、纯金属和碳团簇的成核阶段。我们考虑的临界成核率的压力依赖性的影响,并测试微观混合的He+对碳尘形成的影响。170 Msun的超新星前身的未混合喷出物合成了约5.6 Msun的小星团,而20 Msun的对应物产生了约0.103 Msun。我们的研究结果指出,在喷出物中形成的尘埃量较少。III超新星的系数~ 5相比,由以前的研究得出的值,并不同的尘埃化学成分。这种偏差是由于一些错误的假设,不恰当地使用经典的成核理论来模拟尘埃的形成,以及忽略了超新星喷出物中分子的合成。大质量的Pop. III超新星的未混合喷出物主要形成二氧化硅和/或硅酸盐,以及纯硅颗粒,而它们的低质量对应物则形成以二氧化硅和/或硅酸盐为主的尘埃混合物,纯硅和铁硫化物。无定形碳只能在富碳区缺乏He+的喷出物中凝聚。第一次尘埃富集的原始气体在早期宇宙从Pop. III大质量超新星主要包括纯硅,二氧化硅和硅酸盐。如果碳尘存在于红移z> 6处,则必须考虑其他尘埃源。
2010-02-16 astro-ph.CO astro-ph.SR
Opacity of Ejecta in Calculations of Supernova Light Curves
本文比较了两种计算超新星抛射物膨胀不透明度的方法,并展示不同近似对模型光变曲线的影响。
2024-10-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
Dense Iron Ejecta and Core-collapse Supernova Explosion in the Young Supernova Remnant G11.2-0.3
我们提出的结果,近红外光谱观测致密($\simgt$ 10 $^3$厘米$^{-3}$)铁喷出物在年轻的核心塌陷超新星遗迹G11.2-0.3。预计靠近其中心的五个喷出物节显示出多普勒频移的大分散:东部的两个节的蓝移超过1,000 \kms,而西部的三个节的蓝移相对较小,为20-60 \kms。这种速度差异可能表明,西方的结已经显着减速或存在系统的速度差异之间的结。另一方面,在西北边界的一个喷出物丝状体红移了$\simgt$ 200 \kms,而在东南边界的相反丝状体显示出可以忽略的径向运动。一些结和细丝有二次速度分量,和一个结显示了弓形激波的速度结构的功能。铁的喷出物似乎没有来自其他重元素的强烈辐射,例如S,这可能证明了在靠近其中心的核心坍缩超新星爆炸的爆炸性核合成过程中富含α的冻结过程。Fe喷出物在西北和东南方向的显著两极分布,以及中央脉冲星风星云在垂直方向的伸长,与超新星主要沿西北和东南方向爆炸的解释一致。
2009-08-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
A decade of ejecta dust formation in the Type IIn SN 2005ip
为了了解核心坍缩超新星对早期宇宙尘埃收支的贡献,重要的是不仅要了解核心坍缩超新星中可能形成的尘埃质量,还要了解尘埃形成的位置和速度。SN 2005 ip特别令人感兴趣,因为尘埃被推断为在辐射反向激波后面的喷出物和激波后区域形成。我们整理了八个跨越SN 2005 ip寿命的光学档案光谱,并在发现后4075天提出了SN 2005 ip的新X-射手光学近红外光谱。使用Monte Carlo线传输代码DAMOCLES,我们已经模拟了蓝移宽和中间宽度H $α$,H $β$和He I线从48天到4075天后发现使用喷出物尘埃模型。我们发现,喷出物中的灰尘可以解释在宽和中间宽度H $α$,H $β$和He I线配置文件中观察到的不对称性在所有的时代,它是没有必要调用后冲击尘埃形成来解释在中间宽度后冲击线观察到的蓝移。使用贝叶斯方法,我们已经确定了在SN 2005 IP的喷出物尘埃质量的演变超过10年假设喷出物尘埃模型,增加的尘埃质量从~10 $^{-8}$ M $_{\odot}$在48天到目前的尘埃质量的$\sim$ 0.1 M $_{\odot}$。
2019-03-07 astro-ph.GA astro-ph.SR
Properties of the post in-spiral common envelope ejecta II: dust formation
我们研究了尘埃的形成在膨胀的气体喷射作为一个共同的信封二进制相互作用的结果。在我们的新方法中,我们将Nozawa等人的尘埃形成模型应用于Iaconi等人进行的3D流体动力学SPH模拟的输出,其中包括一颗质量为0.88~ \ms \和83~ \rs的巨星,以及一颗质量为0.6~ \ms \的伴星。在模拟了动态螺旋阶段之后,我们跟踪了喷出物的膨胀$\simeq 18\,000$ ~天。在此期间,气体能够冷却到足以达到粉尘形成温度。我们的研究结果表明,灰尘有效地形成之间的窗口$\simeq 300$ ~天(动态螺旋结束)和$\simeq 5000$ ~天。尘埃形成两个独立的群体;外层的是在伴星最初几次轨道运行期间在主星包层内喷出的物质,而内层的是其余喷出的物质。我们能够在模拟结束时用双幂律拟合晶粒尺寸分布。较小颗粒的幂律斜率比较大颗粒的幂律斜率更平坦,形成膝状分布。然而,幂律指数不同于为星际介质确定的经典值。我们还估计,共同的信封事件对宇宙尘埃的贡献是不可忽略的,可比的新星和超新星。
2020-07-22 astro-ph.SR
Supernova Ejecta in the Youngest Galactic Supernova Remnant G1.9+0.3
G1.9+0.3是已知最年轻的银河系超新星遗迹(SNR),估计超新星爆发日期约为1900年,很可能位于银河系中心附近。到目前为止,只有自由膨胀速度大于约18,000 km/s的最外层喷出物层在这个动态年轻的可能是Ia型SNR中受到冲击。2011年,钱德拉天文台的一次长时间(980 ks)观测允许对重元素喷出物进行空间分辨光谱分析。我们用Krishnamurthy等人的空间光谱方法对Chandra数据进行去噪,并使用基于小波的技术来空间定位由中间质量元素(IME:Si和S)和铁产生的热发射。IMEs和Fe的空间分布是非常不对称的,最强的喷出物排放在北部边缘。铁Kalpha发射是特别突出的,并与热模型拟合表明强烈oversolar铁丰度。在一个局部的边缘区域,IME的丰度低于Fe,这表明未稀释的Fe族元素(包括56 Ni)以大于18,000 km/s的速度被这个SN喷出。但在西环内部,我们发现富含Si和S的喷出物没有任何Fe的痕迹,因此O燃烧的高速产物也被喷出。G1.9+0.3似乎类似于高能Ia型超新星,如SN 2010 jn,其中铁族元素在如此高的自由膨胀速度最近已被检测到。喷出物的分布和丰度的不均匀性显着的不对称性最好的解释是一个强烈的不对称SN爆炸,类似于最近的一些三维延迟爆炸Ia型模型中产生的。
2013-05-31 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Evolution of Dust Mass in the Ejecta of SN1987A
我们提出了一个新的分析的红外(IR)发射从SN 1987 A喷出物覆盖天615,775,1144,8515,和9090爆炸后。我们发现,观测结果与快速形成约0.4 Msun的尘埃一致,主要由硅酸盐组成,接近615天,并在~8500天后演变为约0.45 Msun的复合尘埃颗粒,由~0.4 Msun的硅酸盐和~ 0.05 Msun的无定形碳组成。提出的设想挑战了以前的说法,即SN喷出物中的尘埃主要是碳,并且它通过冷吸积从初始质量约1 e-3 Msun增长到超过0.5 Msun。它指出了以前对数据解释的几个问题:(1)它使硅、镁和碳的丰度与核合成计算所强加的上限相一致;(2)它消除了以前推断的爆炸后615天和775天的大部分尘埃在9000天左右通过冷吸积到1 e-3 Msun尘埃上而生长的要求;(3)确定了SN喷出物中硅酸盐相对于碳尘的优势。在早期,尘埃的红外光度是由56 Co的放射性衰变提供动力,而在晚期,至少有(1.3-1.6)e-4 Msun 44 Ti。即使只有一小部分大于~10%的硅酸盐尘埃在注入ISM后幸存下来,观测结果也坚定地确立了核心坍缩SNe作为宇宙中热凝聚硅酸盐尘埃的主要来源的作用。
2015-07-24 astro-ph.GA astro-ph.SR
High angular resolution ALMA images of dust and molecules in the SN 1987A ejecta
我们提出了高角分辨率(~80 mas)ALMA连续图像的SN 1987 A系统,连同CO $J$ =2 $\!\rightarrow\!$ 1,$J$ =6 $\!\rightarrow\!$ 5,和SiO $J$ =5 $\!\rightarrow\!$ 4至$J$ =7 $\!\rightarrow\!$ 6图像,它清楚地解决了喷出物(尘埃和分子)和环(同步辐射连续)组件。喷出物中的尘埃是不对称的,呈团块状,总的来说,尘埃填充了H $α$图像中的空间空隙,用重元素的物质填充了该区域。尘埃团通常填充在CO $J$ =6 $\!\rightarrow\!$ 5较暗的空间中,初步表明这些尘埃团和CO在位置和化学上有联系。在这些区域,碳质尘埃颗粒可能是在CO分解后形成的。尘埃颗粒会被辐射冷却,随后颗粒与气体的碰撞也会冷却气体,抑制CO $J$ =6 $\!\rightarrow\!$ 5的强度。数据显示,尘埃峰与先前ALMA CO $J$ =2 $\!\rightarrow\!$ 1和SiO $J$ =5 $\!\rightarrow\!$ 4图像中看到的分子空穴在空间上一致。结合CO和SiO谱线,尘埃峰值表明尘埃和气体可能处于比周围物质更高的温度下,尽管不能完全排除更高的密度。其中一种可能性是,一个紧凑的来源提供额外的热量在该位置。用远红外-毫米波段的光谱能量分布拟合,得到喷出物尘埃…
2019-10-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
The interaction of core-collapse supernova ejecta with a stellar companion
许多核心坍缩超新星(CCSNe)的祖先预计是在双星系统中。通过一系列的三维流体动力学模拟,我们研究了CCSN爆炸对其伴星的影响。我们发现,删除恒星质量的量,由此产生的冲击速度,和化学污染的同伴,结果从SN喷出物的影响,强烈增加减少二进制分离和增加爆炸能量。CCSN喷出物对主序星伴星结构的影响以及它们在爆炸后的长期演化一般来说并不显著。
2018-11-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Type Iax supernovae as a source of iron-rich silicate dust
Indian Institute of Astrophysics(印度天体物理研究所);Academy of Scientific and Innovative Research (AcSIR)(科学与创新研究学院)
Ia型超新星通过非平衡化学动力学方法形成大量铁丰富的硅酸盐尘埃,其尘埃-爆发物质量比比典型Ia型超新星高1-2个数量级。
2026-03-09 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Evidence for late-time dust formation in the ejecta of supernova SN~1995N from emission-line asymmetries
本研究分析 SN~1995N 的晚期红外辐射与发射线红翼衰减,论证其源于抛射物中新形成并被 CSM 相互作用加热的约0.4 M⊙非晶碳尘埃,并据此修正爆炸时间。
2023-08-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
A solar-type star polluted by calcium-rich supernova ejecta inside the supernova remnant RCW 86
当双星系统中的一颗大质量恒星爆炸成为超新星时,它的伴星可能会被超新星喷出物中的重元素污染。这种污染已经在少数超新星后双星中被检测到(Gonzalez Hernandez et al. 2011),但没有一个与超新星遗迹有关。我们报告在一个靠近的偏心双星系统中发现了一颗太阳型恒星,在年轻的银河系超新星遗迹RCW 86中有一颗中子星。我们的发现意味着超新星的前身是一颗移动的恒星,它在其风泡的边缘附近爆炸,并在核心坍塌前不久由于共同的包层演化而失去了大部分初始质量。我们发现这颗太阳型恒星被钙和其他元素严重污染,这使得爆炸属于富钙超新星的范畴--微弱而快速的瞬变(Filippenko等人,2003年; Kasliwal等人,2012年),其起源存在强烈争议(Kawabata等人,2010年; Waldman等人,2011年),并提供了第一个观测证据,表明这种类型的超新星可能来自核心坍塌爆炸(Kawabata等人,2010年; Moriya等人,2010年)。
2017-04-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation, distribution, and IR emission of dust in the clumpy ejecta of Type II-P core-collapse supernovae, in isotropic and anisotropic scenarios
在探索核心坍缩超新星喷出物中形成的尘埃的特征时,发现观测估计和理论预测之间存在很大差异。我们重新审视了在爆炸后的第一个3000天,在典型的超新星喷出物的尘埃生产的情况下,与不断变化的物理条件和团块的分布有了更好的了解。确定了喷出物中尘埃的一般不均匀分布,并据此计算了相关的不透明度和通量。新兴的流量对视角的依赖性估计为各向异性,椭球体的几何形状的喷出物,模仿SN 1987 A。我们模型的He-核心从中心到其外缘为450分层,cloudly,环形壳,唯一确定其独特的速度,其特征在于其丰度,密度,气体和尘埃温度的变化。我们发现,尘埃的形成开始于爆炸后的第450天至第550天,并持续到大约2800天,尽管前1600天是最多产的。尘埃总质量从500天的10^-5兆太阳质量发展到800天的10^-3兆太阳质量,最后在0.06兆太阳质量时达到饱和。富氧尘埃(硅酸盐、氧化铝)的质量在任何时候都占主导地位,富碳尘埃(无定形碳、碳化硅)的质量在爆炸后2000天之后才形成碳尘埃。我们发现,不透明度是最大的800和1600天之间,和富O尘埃物种的特征光谱特征被抑制在那些时候。沿着椭球体喷出物最小轴出现的通量被发现是最模糊的,而与该轴成16至21度的视角似乎与SN 1987 A在第615天和第775天的通量最一致。
2022-12-07 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Late-Phase Spectropolarimetric Observations of Superluminous Supernova SN 2017egm to Probe the Geometry of the Inner Ejecta
利用斯巴鲁望远镜对邻近星系NGC 3191中的一颗I型超亮超新星SN 2017 egm进行了g波段最大光后185.0天的偏振光谱观测。这是SLSNe在晚期阶段的第一次光谱偏振观测。我们发现,在后期阶段的偏振度显着改变,从早期阶段的测量。在后期阶段的光谱显示出一个强大的钙发射线,因此,我们可靠地估计星际偏振分量假设发射线本质上是非偏振的。通过减去估计的星际偏振,我们发现在早期阶段的本征偏振只有~ 0.2%,这表明一个几乎球形的光球,轴比~ 1.05。在后期阶段的内在偏振增加到~ 0.8%,这对应于光球与轴比1.2。偏振的位置角几乎恒定,表明内部喷出物几乎是轴对称的。通过这些观察,我们得出结论,内部喷出物比外部喷出物更非球面。这可能表明存在一个中心能源产生非球面内部喷出物。
2020-04-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
Survey of astrophysical conditions in neutrino-driven supernova ejecta nucleosynthesis
核心坍缩超新星产生的元素介于Fe和Ag之间,这取决于喷出物质的性质。尽管近几十年来超新星模拟取得了快速进展,但天体物理条件仍然存在不确定性。本文研究了天体物理不确定性对核合成的影响。由于基于水动力学模拟轨迹的系统研究在计算上非常昂贵,因此我们依赖于稳态模型。通过改变原中子星的质量和半径以及稳态模型中的电子分数,我们涵盖了广泛的天体物理条件。在我们的研究中,我们发现四个丰度模式,可以形成在富中子中微子驱动的喷出物。这提供了一个独特的轨迹模板,可用于研究核物理输入对代表性天体物理条件的核合成的影响。此外,我们将这四种模式与$T=3$ ~GK的中子-种子和α-种子比联系起来。因此,我们的研究结果给出了一个很好的概述潜在的核合成演化,可以发生在超新星模拟。
2018-02-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
Effects of the core-collapse supernova ejecta impact on a rapidly rotating massive companion star
我们研究了核心坍缩超新星喷出物对快速旋转的大质量伴星的影响。我们表明,剥离质量提高了两倍时,与一个巨大的,但非旋转的伴星。在轨道周期约为1天的密近双星中,剥离质量可达$\sim 1 M_\odot$。通过模拟不同剥离质量的大质量伴星自转速度的演化,发现剥离质量大于$1 M_\odot$时,自转速度大大降低。在所有已知的高质量X射线双星中,天鹅座X-3和1 WGA J0648.024418的轨道周期最短,分别为0.2天和1.55天。前者的光学对应物是沃尔夫-拉叶星,而后者则是一颗热的亚矮星。将我们的模型应用于两个HMXB,我们认为它们的光学对应物的富氢信封可能已被CCSN喷出物剥离。
2017-01-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
VLBI observations of supernova PTF11qcj: Direct constraints on the size of the radio ejecta
我们提出了高灵敏度阵列(HSA)和增强的多元远程链接干涉仪网络(eMERLIN)的无线电大声宽线Ic型超新星PTF 11 qcj的观测获得$\sim7.5$年后的爆炸。之前对这颗超新星在爆发后5.5年的观测显示出双峰的射电光变曲线,并伴随着X射线的探测,但没有证据表明它具有宽的H $α$光谱特征。甚长基线干涉测量(VLBI)的观测结果表明,PTF 11qcj GHz的射电喷出物仍然在亚毫角秒水平上勉强解决了$\approx 7.5$年后爆炸,指向非相对论膨胀。因此,我们的VLBI观测有利于这样一种情况,即PTF 11 qcj射电光变曲线的第二个峰值与超新星喷出物与变密度的星周介质的强相互作用有关,而不是与离轴喷流的出现有关。继续VLBI监测PTF 11qcj的无线电可能会进一步加强这一结论。
2021-01-01 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Impact of Type Ia Supernova Ejecta on a Helium-star Binary Companion
通过高分辨率的二维流体动力学模拟研究了Ia型超新星喷出物对氦星伴星的影响。对于一系列的氦星模型和初始的二元分离,它被发现,在相互作用中,$δM_{\rm ub}$,未结合的质量有关的初始的二元分离,$a$,由一个幂律的形式$δM_{\rm ub} \propto a^{m}$。根据氦星的质量,这个幂律指数在-3.1到-4.0之间变化。这个指数的小范围括号的值以前发现的富氢的同伴,这表明轨道分离的非束缚质量的依赖性并不强烈敏感的性质的二进制同伴。反冲速度也与初始的双星分离有关,指数在-2.7到-3.3之间,但幂律指数与先前研究中发现的富氢伴星不同。在超新星爆发前的双星系统中,超新星爆发后伴星的空间运动受其轨道速度的支配。由于超新星喷出物的通过而导致的伴星的Ni/Fe污染水平很难估计,但发现结合镍的质量上限为$\sim 5\times 10^{-4}\ M_\odot$。
2010-04-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
Interaction of hemispherical blast waves with inhomogeneous spheres: Probing the collision of a supernova ejecta with a nearby companion star in the laboratory
过去的高能量密度实验室实验提供了对超新星、超新星遗迹和星际云破坏的物理学的见解。在典型的实验环境中,激光驱动的平面冲击波与成分均匀的球形或圆柱形靶相互作用。在这项工作中,我们提出了一个新的实验室平台,占曲率的冲击波和密度分层的目标。这两个特征都反映了在近距离双星系统中超新星爆炸后不久预期存在的条件。我们提供了一个拟议的实验设计(激光驱动器,目标配置,诊断系统)的细节,优化捕捉最近的喷射物同伴相互作用模型的关键属性。我们的实验模型和他们的天体物理学同行之间的良好的定性协议,突出了强大的潜力,所提出的设计,以探测的喷出物同伴相互作用的细节,广泛的对象类通过高能量密度实验室实验。
2018-12-15 astro-ph.HE astro-ph.IM astro-ph.SR
Simulations of $^{60}$Fe entrained in ejecta from a near-Earth supernova: Effects of observer motion
最近的研究表明,深海样品、南极雪、月壤和宇宙射线中都存在活性(未衰变)放射性$^{60}$ Fe。$^{60}$ Fe代表太阳系中$3 \, \rm Myr$附近的超新星(SN)喷发物,最近发现了一个更早的脉冲$\approx 7 \ \rm Myr $ ago,这些数据表明一个或多个近地SN爆炸可能参与了局部气泡的形成。我们探索这一理论使用3D高分辨率光滑粒子流体动力学模拟孤立的超新星与喷出物示踪剂在一个统一的星际介质(ISM)。模拟使我们能够追踪气体形式的超新星喷出物和那些夹带在气体中的尘埃颗粒喷出物。我们考虑两种情况下的扩散喷出物:喷出物是很好地混合在冲击和当他们没有。在后一种情况下,我们发现,这些喷出物仍然远远落后于前向冲击,限制了夹带喷出物可以提供到$\approx 100$ PC在ISM与$n_\mathrm{H}=0.1\; \rm cm^{-3}$平均氢密度的距离。结果表明,$^{60}$ Fe吸积的强度和持续时间依赖于ISM密度和太阳系的轨道。此外,我们表明再现两个观测到的峰值$^{60}$ Fe浓度与此模型假设两个线性轨道的太阳系与$30$ -km s $^{-1}$速度的可能性。我们可以重现两个观测到的峰的事实进一步支持了$^{60}$ Fe信号起源于近地SNe的理论。
2022-02-06 astro-ph.EP astro-ph.HE astro-ph.SR
Integral Field Spectroscopy of Supernova Remnant 1E0102-7219 Reveals Fast-moving Hydrogen and Sulfur-rich Ejecta
研究了小麦哲伦星云中富氧年轻超新星遗迹1E0102.2 -7219(1 E0102)中重元素喷出物的光辐射。我们已经使用了多单元光谱探测器(MUSE)的光学积分场摄谱仪在甚大望远镜(VLT)在Cerro Paranal和宽视场摄谱仪(WiFeS)在澳大利亚国立大学2.3米望远镜在Siding Spring天文台获得深观测1 E 0102。我们的观测覆盖了从3500度以下到9350度的整个残余范围。我们的观察明确地揭示了存在快速移动的喷出物发射在[S II],[S III],[Ar III]和[Cl II]。与氧气或氖气(碳燃烧的产物)相比,富硫喷出物的分布更不对称。除了氧燃烧产物(S、Ar、Cl)的禁带谱线发射外,我们还发现了几个表面亮度低、快速运动的喷出物的Hα和Hβ发射。快速移动的氢的存在指向一个在超新星之前没有完全摆脱氢包层的祖先。因此,1 E 0102的爆发与IIb型超新星相当。
2018-01-19 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
The Chemistry of Population III Supernova Ejecta: I - Formation of Molecules in the Early Universe
我们研究的形成和破坏的分子在喷出物的第III族超新星(SNe)使用化学动力学的方法来遵循的演变,从第100天到第1000天爆炸后的分子丰度。所包括的化学物质从简单的双原子分子到更复杂的尘埃前体物质。考虑了SN环境特有的所有相关化学过程。我们的工作重点是零金属量的祖先与质量为20,170,和270 Msun,我们研究了不同水平的重元素混合和向内扩散的氢对喷出物化学的影响。我们表明,喷出物的化学不达到稳定状态的分子形成的相关时间跨度内。形成的主要物质是O2、CO、SiS和SO。早在爆炸后200天就形成的一氧化硅,由于喷出物中二氧化硅分子前体的形成而迅速耗尽。CO向C2的快速转化及其在5000 K以上温度下的热分馏允许在未混合模型的富氧区中形成碳链,为在C/O比小于1的热环境中形成碳尘提供了重要途径。我们表明,完全混合喷出物的170 Msun祖合成11.3 Mun的分子,而20 Msun和270 Msun祖产生0.78,和3.2 Msun的分子,分别。将10%的氢混合到170 Msun的完全混合的喷出物中,将其分子产量增加到~ 47 Msun。一颗170 Msun没有氢穿透的超新星的未混合喷出物合成了约37 Msun的分子,而它的20 Msun对应物产生了约1.2 Msun。最后,我们讨论了宇宙学意义的分子形成的Pop. III SNe在早期宇宙。
2009-07-21 astro-ph.CO astro-ph.SR
AGB dust and gas ejecta in extremely metal-poor environments
我们提出了渐近巨星分支(AGB)模型的金属丰度$Z=10^{-4}$和$Z=3\times 10^{-4}$,目的是了解如何气体富集和尘埃生产的变化,在非常贫金属的环境和评估的一般贡献的AGB星的宇宙尘埃产量。恒星产率和产生的尘埃是由表面化学成分的变化决定的,在$\sim 2.5~M_{\odot}$发生转变。质量为$M < 2.5~M_{\odot}$的恒星达到碳阶段并产生碳尘,而质量更高的恒星则主要产生硅酸盐和氧化铝尘;在这两种情况下,产生的尘埃量都随着金属量的降低而减少。$Z=10^{-4}$模型在这方面表现出复杂而有趣的行为,因为表面氧的有效破坏有利于C星阶段的实现,而与初始质量无关。目前的结果可能表明,从这类恒星的贡献,整体尘埃富集在贫金属环境中是可以忽略不计的红移$z>5$。
2019-04-26 astro-ph.GA astro-ph.SR
Early excess emission in Type Ia supernovae from the interaction between supernova ejecta and their circumstellar wind
研究了Ia型超新星抛射物与星周风相互作用对测光性质的影响,发现特定质量损失率下CSM相互作用会导致光学和紫外波段的早期超量发射及颜色演化。
2023-05-22 astro-ph.HE astro-ph.SR
Mixing of Clumpy Supernova Ejecta into Molecular Clouds
从陨石的同位素分析到对太阳元素和同位素组成的研究,有几条证据表明,太阳系在其演化的早期受到附近超新星(SN)喷出物的污染。以前的模型认为SN物质被注入到现存的原行星盘中,或者各向同性膨胀的喷出物扫过遥远的(>10 pc)云核,同时使其富集并引发其崩溃。在这里,我们认为一个新的天体物理设置:注入clujiang SN喷出物,观察到的Cas A SN残留物,到分子气体在外围的HII区域所创建的SN的祖星。为了跟踪这些相互作用,我们进行了一套高分辨率(1500^3有效)的3D模拟,跟踪单个团块在进入分子气体时的演变。即使在这些高分辨率下,我们的模拟也没有完全实现数值收敛,这是由于正确解决喷出物和分子气体的小规模混合的挑战,尽管它们确实可以得出一些可靠的结论。各向同性的爆炸喷出物不会穿透分子云,但是,如果冷却被适当地考虑,则星团喷出物会穿透到~10^18 cm的距离,并与形成恒星的分子气体有效地混合。核塌缩SN的~2 M_ \odot高金属丰度喷出物可能与~2 \times 10 ^4 M_ \odot分子气体混合。因此,在HII区演化的晚期(约500万年),所有恒星都可能受到SN喷出物的污染,污染程度约为10^-4。这种污染程度与早期太阳系中短寿命放射性核素的丰度和可能的一些稳定同位素变化相一致,并可能与观测到的恒星元素丰度的变化相一致。形成行星系统的SN污染可能是一种常见的普遍过程。
2012-06-27 astro-ph.EP astro-ph.SR
SN2025aico: An Interesting Case Of $^{56}$Ni Mixing, Ejecta Asymmetries, and Dust Formation in a Type IIb Supernova
The Pennsylvania State University(宾夕法尼亚州立大学);Institute of Science Tokyo(东京科学大学)
本研究通过多波段观测揭示IIb型超新星SN2025aico中$^{56}$Ni有限混合、抛射物不对称及新尘埃形成,连接了前身星演化与爆炸物理。
2026-09-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
The metal and dust yields of the first massive stars
我们量化的作用人口(流行)III核心坍缩超新星(SNe)作为第一个宇宙尘埃污染。从一组质量在[13 - 80] Msun范围内的恒星祖先开始,我们发现新形成的尘埃的质量和成分取决于喷出物的混合效率和爆炸过程中经历的回落程度。对于标准的Pop III SNe,其爆炸被校准以重现[Fe/H] <-2.5的星系晕恒星的平均元素丰度,在均匀混合(未混合)的喷出物中可以形成0.18 - 3.1 Msun(0.39 - 1.76 Msun)的尘埃,主要的颗粒物质是硅酸盐。我们还调查了尘埃形成的喷出物微弱的流行III SN,喷出物经历了一个强大的回落。通过检查一组模型,定制,以尽量减少分散与碳增强星系晕恒星的丰度与[Fe/H ] <-4,我们发现,无定形碳是唯一的颗粒物种的形式,与质量范围为2.7 × 10^{-3} - 0.27 Msun(7.5 × 10^{-4} - 0.11 Msun)的均匀混合(未混合)喷出物模型。最后,对于所有的模型,我们估计的数量和组成的尘埃,幸存下来的反向冲击的通道,并发现,根据拱星介质密度,3%和50%(10 - 80%)之间的尘埃产生的标准(微弱)流行III SNe可以有助于早期的尘埃富集。
2015-09-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Analysis of Late--time Light Curves of Type IIb, Ib and Ic Supernovae
放射性动力核心坍缩“剥离-信封”超新星的光变曲线峰值的形状约束的喷出物的质量,镍质量,和动能的亮度和扩散时间为一个给定的不透明度和观察到的膨胀速度。后期的光变曲线给出了喷射物质量和能量的限制,给出了伽马射线的不透明度。以前的工作表明,SN~IIb与少量的氢和氢/氦-缺乏SN~Ib/c的主要光变曲线峰值往往是相当相似的接近最大光,这表明类似的喷出物的质量和动能,但后期光变曲线显示出广泛的分散,这表明在喷出物的质量和动能的分散。它还表明,SN~IIb和SN~Ib/c可以有非常相似的后期光变曲线,但不同的喷出物的速度要求显着不同的喷出物的质量和动能。我们通过收集和分析来自文献的良好采样的单波段和准测辐射热光变曲线来重新审视这些主题。我们发现剥离包层核塌缩超新星的晚时光变曲线是不均匀的。我们还表明,所观察到的属性,光球速度在峰值,上升时间,和后期衰减时间,可以用来确定平均不透明度适当的峰值。以这种方式确定的不透明度比通常的估计要小得多。我们将讨论如何小的有效不透明度可能导致重组和不对称的喷出物。
2015-04-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Difficulties of two exploding white dwarfs to account for type Ia supernovae with bimodal nebular emission profiles
本文通过动力学模拟发现两颗爆发白矮星抛射物的分离速度仅为4200-5400 km/s,难以解释Ia型超新星中速度分离高达约7000 km/s的双峰发射线轮廓,从而对该类模型提出挑战。
2025-05-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
Ejecta masses in Type Ia Supernovae -- Implications for the Progenitor and the Explosion Scenario
基于28颗Ia型超新星的观测数据,推断出大多数超新星抛射物质量低于钱德拉塞卡极限,支持亚钱德拉塞卡爆炸模型,同时部分与近钱德拉塞卡爆炸兼容。
2024-08-23 astro-ph.HE astro-ph.SR
Nuclear physics uncertainties in neutrino-driven, neutron-rich supernova ejecta
核心坍缩超新星(CCSNe)中的中子驱动喷出物提供了一个有趣的天体物理场景,其中Sr和Ag之间的较轻的重元素可以合成。以前的研究强调了($α,n$)反应在这些元素的产生中所起的重要作用,特别是在富中子和富α环境中。本文研究了在不同天体物理条件下元素丰度对特定($α,n$)反应速率不确定度的敏感性。在蒙特卡洛核合成研究超过36个代表性的天体物理风条件下,我们已经确定了最重要的反应的基础上,他们对最终元素丰度的影响。对这些反应的实验研究将减少核合成的不确定性,并有可能利用观测来了解较轻重元素的起源及其形成的天体物理条件。
2020-01-07 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
Nucleosynthesis in the Innermost Ejecta of Neutrino-Drive Supernova Explosions in Two Dimensions
我们研究的核合成在最里面的,中微子处理的喷出物(几个$10^{-3}\,M_\odot$)的自洽的,两维爆炸模型的核心坍缩超新星的六个不同的初始质量的祖星。三个模型的初始质量接近超新星范围的低质量端,$8.8\,M_\odot$(e8.8;电子捕获超新星),$9.6\,M_\odot$(z9.6)和$8.1\,M_\odot$(u8.1),初始金属丰度分别为太阳金属丰度的1,0和$10^{-4}$倍。另外三个是太阳金属丰度模型,初始质量分别为$11.2\,M_\odot$(s11)、$15\,M_\odot$(s15)和$27\,M_\odot$(s27)。低质量模型e8.8、z9.6和u8.1对于从Zn到Zr的轻反式铁元素表现出100- 200的高生产因子(相对于太阳的核合成丰度)。这与这些模型中富含中子的物质的明显喷射有关。值得注意的是,祖细胞e8.8和z9.6的核合成结果几乎是相同的,包括有趣的$^{48}$ Ca和$^{60}$ Fe的产生,而不管它们在坍缩之前的核(O-Ne-Mg和Fe)是完全不同的。在质量更大的模型s11、s15和s27中,产生了几种轻反式铁元素的富质子同位素,包括$p$同位素$^{92}$ Mo(s27),其生产因子高达$\sim$ 30。因此,低质量端附近的电子捕获和核心坍缩超新星都可能是银河系轻反式铁元素(从Zn到Zr)的主要贡献者,可能还有$^{…
2017-11-26 astro-ph.HE astro-ph.SR
Radiative-transfer models for dusty Type II supernovae
本文用辐射传输模型研究II型超新星尘埃对观测的影响,发现尘埃位置和数量决定光学变暗与谱线特征,并成功再现SN1987A光谱。
2025-05-27 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Gas Dynamics of the Nickel-56 Decay Heating in Pair-Instability Supernovae
非常大质量的140-260 Msun恒星可以作为高能量的对不稳定超新星(PI SNe)死亡,其能量高达核心坍缩SNe的100倍,可以完全摧毁恒星,不会留下紧凑的残骸。这些爆炸可以合成放射性Ni 56的$0.1-30$ Msun,这可能导致它们在稍后的时间重新变亮,因为Ni 56衰变的光子从喷出物中扩散出来。然而,如此大质量的Ni 56衰变产生的热量也可能在喷出物深处产生重要的动力学效应,这些效应能够混合元素并影响这些事件的观测特征。我们现在已经调查了Ni 56加热PI SN喷出物的动态效果与高分辨率的二维流体动力学模拟与CASTRO代码进行。我们发现,膨胀的热镍56气泡形成一个壳在底部的硅层的喷出物爆炸后约200天,但没有流体动力学不稳定性发展,将混合镍56与Si/O-丰富的喷出物。然而,虽然Ni 56加热的动力学效应可能很弱,但它们可能会通过将衰变能量转移到喷出物的内部膨胀来影响一些PI SNe的观测特征,而这是以稍后的再亮为代价的。
2020-06-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Early ultraviolet signatures from the interaction of Type Ia supernova ejecta with a stellar companion
Ia型SNe的祖先尚未完全了解。两个主要的祖先场景是单退化(SD)场景和双退化场景。在SD的情况下,超新星Ia喷出物与其伴星的碰撞,预计将产生可检测的紫外线(UV)发射在SN爆炸后的头几天在某些视角。最近,Cao等人在一个类似SN 2002 es的奇特SN Ia iPTF 14 atg中探测到了强烈的紫外闪光,这被解释为早期的紫外信号的证据,由于SN喷出物与其伴星相互作用,支持SD的情况。在本文中,我们提出了预期的光度分布所产生的早期紫外辐射从超新星Ia喷射物的同伴相互作用进行二进制人口合成计算不同的祖系统在SD的情况下。我们的理论预测将有助于未来对Ia超新星的早期观测,以限制其可能的祖先。假设观测到的iPTF 14 atg的强紫外脉冲确实是由SN喷射物-伴星相互作用产生的,我们的星群合成模型表明iPTF 14 atg的祖先系统很可能是一个红巨星施主双星系统,而不太可能是主序星或氦星施主系统。
2015-09-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
A Long-Duration Luminous Type IIn Supernova KISS15s: Strong Recombination Lines from the Inhomogeneous Ejecta-CSM Interaction Region and Hot Dust Emission from Newly Formed Dust
我们报告了在木曾超新星巡天(KISS)过程中在一个红移z=0.038的低质量恒星形成星系中发现的一颗类SN 1988 Z IIn型超新星KISS 15 s。KISS 15 s显示出长时间的光学连续谱和发射线光变曲线,表明KISS 15 s是由膨胀的喷出物和致密的星周介质(CSM)之间的持续相互作用提供动力的。H $α$发射线轮廓可以分解为四个高斯的窄,中间,蓝移中间,和广泛的速度宽度分量,与半高全宽$\lesssim 100$,$\sim 2,000$,和$\sim 14,000$ km s ${}^{-1}$的窄,中间,和广泛的组件,分别。蓝移的中间分量的存在下,其中相对于系统速度的视线速度约为$-5,000$ km s ${}^{-1}$,表明喷出物-CSM相互作用区域具有不均匀的形态和各向异性的膨胀速度。我们发现,KISS 15 s显示出不断增加的红外连续辐射,这可以解释为热尘埃热发射的$T \sim 1,200$ K从新形成的尘埃在一个冷的,致密的壳层中的喷出物CSM相互作用区域。从热光度推断出的前身质量损失率是$\dot{M} \sim 0.4 M_{\odot} \text{yr}^{-1} (v_{w}/40 \text{km}~\text{s}^{-1})$,其中$v_{w}$是前身的恒星风速度。这意味着KISS 15 s的前身是一颗红超巨星或一颗发光的蓝色变星,在…
2019-01-16 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Imprints of the ejecta-companion interaction in Type Ia supernovae: main sequence, subgiant, and red giant companions
我们研究超新星喷出物的同伴的相互作用,在一个现实的半独立的二进制系统的代表Ia型超新星的祖先二进制在一个单一的简并的情况下的样本。我们模拟的相互作用过程的帮助下,假设圆柱对称的高分辨率的流体动力学代码。我们发现,喷出物孔的半开角为40- 50 $^\circ$,密度降低2-4倍,与前人的研究结果一致。定量差异从过去的结果中剥离的同伴物质的数量和运动学和污染水平的同伴与喷出物材料可以解释不同的模型假设和影响,由于数值扩散。我们分析,并首次提供基于模拟的估计的数量和热特性的冲击加热的材料负责产生提示,软X射线发射除了冲击喷出物的材料,在原始模型中考虑卡森,我们还占剥离,冲击加热的信封材料的恒星同伴,我们预测部分有助于即时发射。储存在包层中的能量与储存在喷出物中的能量相当。可用于瞬时排放的总能量预算比卡森最初预测的小约2-4倍。虽然冲击包层比冲击喷出物具有更高的特征温度,但冲击物质的温度估计与Kasen模型吻合得很好。最热的激波等离子体是在次巨星伴星中产生的。
2016-12-14 astro-ph.HE astro-ph.SR physics.comp-ph
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
Dust Production in a Thin Dense Shell in Supernovae with Early Circumstellar Interactions
在超新星(SNe)中,光变曲线显示出喷出物和星周物质(CSM)之间强烈和早期相互作用的证据,估计新尘埃的形成发生在前向(FS)和反向激波(RS)之间的致密气体壳层中。在这项研究中,首次模拟了这种致密壳层中粉尘形成的机制。考虑到喷出物质量的变化和爆炸前的质量损失率,一组9种情况下,考虑到不同的相互作用,在这样的SNe报告的性质。对于一个单一的主序星质量,喷出物质量的变化表现为恒星的H壳层质量的变化,由于爆炸前的质量损失而损失。我们发现,在致密壳层的尘埃质量范围在10 $^{-3}$ M $_{\odot}$和0.8 M $_{\odot}$,由富O和富C的颗粒,其相对比例由相互作用的性质决定。冲击波后气体中尘埃形成的特征是逐渐产生的速率,大部分在$^{-1}$每天10 $^{-6}$到10 $^{-3}$ M $_{\odot}$之间,这种速率可能在爆炸后持续十年。更高的质量损失率导致更大的尘埃质量,而较小的喷出物质量(较小的剩余H-壳层)增加了这种SNe中的尘埃生产效率。正如我们的计算所示,在RS后面形成的尘埃不受FS或RS的破坏,因此可能比喷出物中形成的尘埃有更大比例存活下来。
2022-05-17 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
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