FM stars: A Fourier view of pulsating binary stars, a new technique for measuring radial velocities photometrically
有些脉动恒星是很好的时钟。当它们在双星中被发现时,它们的光度变化频率会受到轨道运动引起的多普勒效应的调制。对于每一个脉动频率,这表现为在恒星光变曲线的傅里叶变换中被轨道频率分离的多重态。我们推导的理论关系,利用数据的傅里叶变换,以获得所有的参数传统上提取的光谱径向速度,包括质量函数,这是很容易从第一轨道旁瓣的振幅比,每个脉动频率的中心频率。这是一种新的技术,从脉动频率的多普勒频移中产生径向速度,从而消除了获得频谱的需要。对于有脉动成分的双星,轨道解可以单独从光变曲线得到。我们给出了一个完整的推导,并证明它与人工数据,并与一个层次的食二进制与{ \it开普勒}任务数据,KIC 4150611(HD 181469)的情况下。我们表明,这是可能的,以我们的技术检测到的质量为100亿颗行星轨道$δ$ Sct和其他脉动恒星。我们还展示了如何区分轨道频率多重峰从潜在的类似的非径向$m$模式多重峰和斜脉动多重峰。
2012-02-03 astro-ph.SR
Low-luminosity type IIP supernovae: SN 2005cs and SN 2020cxd as very low-energy iron core-collapse explosions
SN 2020cxd是低能量、低亮度的IIP型超新星(SNe)家族的代表,Yang等人最近报告了对它的观测和分析。在这里,我们重新评估的诊断SN属性的观测数据,采用流体动力学爆炸模型的9 MSun红超巨星祖铁的核心和崩溃前的质量为8.75 Msun。恒星的爆炸是通过中微子驱动机制在三维(3D)中完全自洽模拟得到的。多波段光变曲线和光球的平台阶段的速度计算与一维辐射流体动力学程序STELLA,应用到球形平均的三维爆炸模型,以及在不同方向的3D模型的球形径向轮廓。我们发现,我们的SN模型可以很好地再现测辐射热光变曲线的整体演化、平台期的持续时间以及多带发射的基本性质,其爆炸能量仅为0.7 × 10^50 erg,喷出物质量为7.4 Msun。这些数值远低于先前报道的数值,但它们与解释SN 2005cs原型低光度的基本观测特性所需的数值是一致的。由于我们的光球速度与SN 2005cs确定的线速度具有良好的兼容性,我们得出结论,SN 2020cxd的线速度可能被高估了约3倍。SN 2005cs的线速度的演变与光球速度相比,在不同的爆炸方向可能指向SN喷出物的内在不对称性。
2022-05-31 astro-ph.HE astro-ph.SR
Modeling Supernovae as an Optically Thick Fireball
我们使用开放超新星目录的数据计算了135颗恒星超新星的属性。我们产生的温度,半径,光度和膨胀速度使用球对称光学厚火球模型。这些模型参数揭示了不同类型超新星的共同趋势。我们已经确定了不同的阶段,出现在Ia型,II型,II P型和IIb型超新星。我们注意到,有一个合理的持续增长(第一阶段)的长时间,给我们的简单模型的光学厚火球的信任。建模半径达到最大值,超过该最大值,半径变平或减小(阶段2)。我们在最大模型半径4500 K处观察到的温度表明,由于电子复合而导致的不透明度损失设定了我们的光学厚模型不再适用的时间轴。我们观察到最快的模型火球速度,最大的模型火球半径,和最大的模型光度Ia型超新星。作为一个整体,Ia型超新星的最大亮度是II型超新星的8.5倍。我们提出了一个汇总表,其中包含超新星的建模参数和超新星分类类型的时间。
2022-12-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Spectral SN-GRB Connection: Systematic Spectral Comparisons between Type Ic Supernovae, and broad-lined Type Ic Supernovae with and without Gamma-Ray Bursts
本文首次系统地研究了17颗Ic型超新星(SNe Ic)、10颗没有观测到伽马射线暴(GRB)的宽线型超新星(SNe Ic-bl)和11颗有GRB的宽线型超新星(SNe Ic-bl)的光谱特性随时间的变化,以探讨它们的爆发条件和前身。我们总共分析了407个光谱,这些光谱来自已发表的单个SNe的光谱以及Modjaz等人(2014)的密集时间采样光谱数据。为了量化SN光谱的多样性作为SN亚型的函数,我们构建了SNe Ic,SNe Ic-bl没有GRB和SNe Ic-bl与GRB的平均光谱。我们发现SN 1994 I不是典型的SN Ic,而SN 1998 bw/GRB 980425的光谱代表了SNe Ic-bl的平均光谱。我们测量喷出物的吸收和宽度的速度,使用这里描述的一种新方法,并发现,SNe Ic-BL与GRB,平均而言,有定量更高的吸收速度,以及更广泛的线宽比SNe没有观察到的GRB。此外,我们寻找SN-GRB的光谱特性和伴随的GRB的能量之间的相关性。最后,我们表明,没有明确的He线在光谱的SNe Ic-BL,特别是SN-GRB,是不是由于他们被太模糊,由于存在于喷出物中的高速度。这意味着SN-GRB的祖先星除了不含H外,可能不含He,这对在观测到的低金属丰度下产生这种SN-GRB祖先星所需的恒星演化路径产生了强烈的约束。
2016-07-29 astro-ph.HE astro-ph.SR
Measuring dust in core-collapse supernovae with a Bayesian approach to line profile modelling
光学和近红外(NIR)线轮廓的许多老化的核心坍缩超新星(CCSNe)表现出明显的不对称蓝移往往归因于更大的消光内部尘埃的红移辐射从后退地区的SN喷出物。DAMOCLES Monte Carlo线辐射转移代码模拟了这些受尘埃影响的线轮廓的范围和形状,以确定已冷凝的尘埃质量以及尘埃喷出物的其他属性。我在这里提出的仿射不变的马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)集成采样器(emcee)的DAMOCLES代码的应用程序,以严格调查多维参数空间和后验概率分布。一个似然函数,制定处理蒙特卡罗和观测的不确定性。这种贝叶斯方法被施加到四个模拟线剖面,以测试该方法,并调查其有效性。大多数参数可以严格约束使用这种方法,和一个强大的(可预测的)之间的依赖性的晶粒尺寸和粉尘质量进行量化。新的方法也适用于H $α$线和SN 1987 A的[O I] 6300,6363双合线在爆发后714天,重新检查以前的5维光滑模型,也调查了一个新的,更复杂的,10维模型,同时处理这两个功能。粉尘质量,粉尘粒度和一系列其他参数可以很好地约束使用这种技术,代表了一个显着的改进,在以前的手动方法。
2019-01-08 astro-ph.GA astro-ph.SR
Transparent Helium in Stripped Envelope Supernovae
使用简单的参数的光度光变曲线和速度演化的基础上,我们提出,一些剥离的信封超新星(SNe)的迹象表明,他们的氦的一个显着的部分是有效的透明。主要证据是相对较低的速度,几乎没有速度演变,正如爆炸恒星深处所预期的那样,以及温度太低,无法电离氦。这意味着氦不应该对主要SN光变曲线的成形有贡献,并且因此总氦质量可能难以从简单的光变曲线建模测量。相反,这种建模可能更有助于约束SN祖细胞的碳/氧核心的质量。其他剥离的包层SNe显示出更高的速度和更大的速度梯度,这需要额外的不透明度源(可能是较重元素或放射性镍的混合)来防止氦透明。我们讨论的方式,类似的分析可以提供洞察SNe Ib和Ic之间的差异和相似之处,这将导致更好地了解各自的形成机制。
2014-08-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Analyzing the Largest Spectroscopic Dataset of Hydrogen-Poor Super-Luminous Supernovae
超亮超新星(英语:Super-luminous supernovae,SLSNe)是一种非常明亮的爆炸,其能量来源和前身是高度争议的。宽线超新星Ic(SNe Ic-bl)是唯一与长持续时间伽马射线暴(GRB)有关的超新星。研究贫氢SLSNe(SLSNe Ic)和贫氢剥离包络核心塌陷SNe(特别是SNe Ic和SNe Ic-bl)的总体之间的光谱相似性和差异,可以提供关键的观察结果,以测试基于各种电源模型和祖模型的理论预测。在本文中,我们收集了所有已发表的光谱的32 SLSNe Ic,21 SNe Ic-bl,以及17 SNe Ic,量化他们的光谱特征,构建平均光谱,并比较它们在一个系统的方式使用新的工具,我们已经开发。我们发现,SLSNe Ic和SNe Ic-bl,包括那些与伽玛暴,具有可比的宽度,其光谱特征和平均吸收速度在所有阶段。因此,我们的研究结果加强了SLSNe Ic和GRB之间的联系。特别地,SLSNe Ic在峰值后10天具有$-15,000 +/- 2,600$ \kms ~的平均\FeII吸收速度,其平均比SNe Ic高$\sim7,000$ \kms ~。SLSNe Ic也具有比SNe Ic显著更宽的\FeII线。此外,我们发现SLSNe Ic如此高的吸收速度和宽度速度可能很难用相互作用模型来解释,并且在13个SLSNe Ic中,没有一个观测到的吸收速度跨度超过10…
2017-06-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
Three-Dimensional Simulations of Core-Collapse Supernovae: From Shock Revival to Shock Breakout
我们提出了3D模拟的核心坍缩超新星从爆炸波启动的中微子驱动的机制,从恒星表面的冲击爆发,考虑两个15 Msun的红超巨星(RSG)和两个蓝超巨星(BSG)的15 Msun和20 Msun。我们表明,富含金属的喷出物在同源扩张仍然进行指纹的不对称性在爆炸开始时,但最终的金属分布是大规模的影响,详细的祖结构。扩展最快的金属指状物和团块与中微子加热物质的最大和上升最快的羽流相关,因为这些羽流在SN激波通过后最有效地在C+O/He和He/H组分-壳层界面处播种瑞利-泰勒(RT)不稳定性的增长。径向混合的程度、富金属喷出物的全球不对称性、RT诱导的初始羽流碎裂成较小尺度的指状物以及最大Ni和最小H速度不仅取决于初始非球面度和爆炸能量(这决定了激波和初始Ni速度),而且还取决于C+O核和He壳的密度分布和宽度以及He/H转变处的密度梯度,这导致不稳定的激波传播和反向激波的形成。这两个RSG爆炸保留了一个伟大的全球金属不对称性与显着的块状和子结构,深入渗透的镍手指到H-信封(最大速度为4000-5000公里/秒的爆炸能量约1.5倍)和有效的向内H-混合。虽然15 Msun BSG具有这些特性(最大Ni速度高达~3500 km/s),但20 Msun BSG由于反向激波减速和He/H界面处没有足够的时间进行强RT增长和碎裂,因此形成了更圆的几何形状,没有明显的金属指(最大Ni速度仅~2200 km…
2015-02-05 astro-ph.HE astro-ph.SR
A new method of measuring center-of-mass velocities of radially pulsating stars from high-resolution spectroscopy
我们提出了一个径向速度分析的20个太阳附近的RR天琴座和3个人口II造父变星。我们获得了大多数恒星的高分辨率、中到高信噪比的光谱,所获得的光谱覆盖了每颗恒星不同的脉动相位。为了估计程序星的伽马(质心)速度,我们使用两种独立的方法。第一种是“经典”方法,它是基于RR Lyrics径向速度曲线模板。第二种方法是基于对吸收线轮廓不对称性的分析来确定脉动速度和伽马速度。第二种方法是基于最小二乘反卷积(LSD)技术,应用于分析光谱中出现的线不对称性。我们获得的径向速度的脉动分量的测量与$\pm$ 3.5公里s $^{-1}$的精度。伽马速度确定的精度$\pm$ 10公里秒$^{-1}$,即使是那些恒星具有少量的光谱。这种方法的主要优点是,即使从一个光谱观测与不确定的脉动相位的伽玛速度的估计的可能性。LSD剖面不对称性的详细研究表明,投影因子$p$作为脉动相位的函数而变化--这是将观测到的谱线径向速度变化转换为光球脉动速度的关键参数。作为我们的研究的副产品,我们提出了41个密集的合成网格的LSD剖面平分线的基础上的大气模型的RR Lyr覆盖所有的脉动阶段。
2017-11-15 astro-ph.IM 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
The CARMENES search for exoplanets around M dwarfs. Measuring precise radial velocities in the near infrared: the example of the super-Earth CD Cet b
高分辨率,双通道,可见光和近红外光谱仪CARMENES为M矮星的恒星和系外行星研究提供了令人兴奋的机会。在这项工作中,我们解决的挑战,达到最高的径向速度精度可能与复杂的,主动冷却,低温仪器,如近红外通道。我们描述的仪器的性能和工作流程,用于获得精确的多普勒测量的频谱。这两个CARMENES通道的能力,以附近的M5.0 V恒星CD Cet(GJ 1057),我们宣布围绕它的一个超级地球($4.0\pm0.4\,M_\oplus$)的同伴在2.29 d的轨道上的例子来证明小的系外行星。
2020-06-03 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR
Three Hypervelocity White Dwarfs in Gaia DR2: Evidence for Dynamically Driven Double-Degenerate Double-Detonation Type Ia Supernovae
双白矮星(WD)双星的双爆是近年来发现的最有希望的Ia型超新星(SN Ia)的起源现象之一。这种“动力驱动的双简并双爆轰”(D^6)方案的一个潜在结果是,伴随的WD在爆炸中幸存下来,并以等于其SN前轨道速度> 1000 km/s的速度被抛出。我们使用盖亚的第二次数据发布来搜索这些超高速逃逸的WD。在本文中,我们讨论了七个候选人跟进地面仪器。这三个来源可能是银河系中已知最快的恒星,总的银河系中心速度在1000到3000公里/秒之间,并且与之前在SN Ia系统中的伴星WD一致。然而,虽然其中一颗恒星的径向速度大于1000 km/s,但其他两颗恒星的径向速度却令人困惑地一致为0。来自盖亚的五参数天体测量解和来自后续光谱的径向速度相结合,初步证实了D^6场景的6D性。其中一颗恒星的过去位置将其置于一个微弱的旧SN遗迹中,进一步加强了这些候选者作为经历SNe Ia的双星系统的超高速逃逸的解释。
2018-07-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Measuring nickel masses in Type Ia supernovae using cobalt emission in nebular phase spectra
Ia型超新星(SNe Ia)的光变曲线是由早期$^{56}$ Ni到$^{56}$ Co的放射性衰变和爆炸后~60天$^{56}$ Co到$^{56}$ Fe的衰变提供动力的。我们研究的[Co III] 5892 A发射复合物在星云阶段的超新星Ia与多个星云光谱的演变,并表明,线通量如下的平方的质量的$^{56}$ Co作为时间的函数。这一结果表明,$^{56}$ Co衰变产生的正电子有效地进行了局部能量沉积,星云电离态也长期稳定。我们从文献中收集了25个Ia超新星的77个星云谱,并给出了包括SN 2014 J在内的7个Ia超新星的17个新的星云谱。从这些,我们测量在[Co III] 5892 A线的通量,并删除其良好的表现时间依赖性推断的初始质量的$^{56}$镍($M_{Ni}$)在爆炸中产生的。然后,我们研究了不同超新星Ia喷射质量的$^{56}$ Ni产额($M_{ej}$ -使用光变曲线宽度和喷射质量之间的关系计算),并发现SNe Ia的$^{56}$ Ni质量分为两个区域:用于窄光曲线(低拉伸s~0.7-0.9),$M_{Ni}$聚集在$M_{Ni}$ ~ 0.4 $M_\odot$附近,并且随着$M_{ej}$从~1增加到1.4 $M_\odot$而显示出浅的增加;在高拉伸下,$M_{ej}$以1.4 $M_\odot$的质量聚集,而$M_{Ni}$跨越0.6-1.2…
2015-07-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Environment-derived constraints on the progenitors of low-luminosity type I supernovae
我们提出了两种类型的不寻常的瞬态对象的宿主星系的属性的研究,都是次发光的超新星的主要类别相比。其中一种表现出异常强的钙特征,被称为“富钙”。第二种类型,以SN 2002 cx为原型,SN 2008 ha为迄今为止最极端的例子,与第一种类型有一些共同的特性,但通常表现出较低的喷出物速度和不同的早期光谱。我们确认的两种类型的环境中的重要差异,与富钙瞬变优先发生在老恒星星族为主的星系。从数量上看,富钙瞬变与正在进行的恒星形成区域的关联与Ia型超新星的关联非常匹配。SN 2002 cx类瞬变非常不同,目前的样本中没有一个发生在早期类型的宿主中,并且与II-P型超新星的恒星形成区域相似,因此延迟时间为30-50百万年。
2013-06-11 astro-ph.CO astro-ph.SR
Three-dimensional delayed-detonation models with nucleosynthesis for Type Ia supernovae
我们提出了一套14个三维,高分辨率流体动力学模拟延迟爆轰模型Ia型超新星(SN Ia)爆炸的结果。该模型套件包括第一套三维超新星Ia模拟与详细的同位素产量信息。因此,它可以作为一个数据库,用于计算克拉塞卡质量延迟爆轰模型核合成产率,并用于推导合成观测值,如光谱和光变曲线。我们采用了一个物理激励,随机模型的基础上湍流速度波动和燃料密度计算现场的爆燃到爆轰转变(DDT)的概率。为了获得爆燃阶段的不同强度,从而获得不同程度的预膨胀,我们选择了一系列初始模型,分别为1、3、5、10、20、40、100、150、200、300和1600(两种不同的实现)中心密度为2.9 × 10^9 gcc的流体静力学白矮星中的点火核,此外,还有一个高中心密度(5.5 x 10^9 gcc)和一个低中心密度(1.0 x 10^9 gcc)的100点火核心构型。对于每一个模拟,我们都通过用384个核素的反应网络对10^6个示踪粒子进行后处理来确定详细的核合成产额。所有的延迟爆炸模型都会导致白矮星爆炸,产生0.32到1.11太阳质量的56 Ni。作为一般趋势,模型预测稳定的富中子铁族同位素不是在最低速度下发现的,而是在围绕富56镍核的壳层中以中等速度(~ 3,000 - 10,000 km/s)发现的。模型还预测了相对低速的氧和碳,典型的最小速度分别约为4,000和10,000 km/s。
2012-11-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
Oxygen and helium in stripped-envelope supernovae
我们提出了一个分析的507光谱的173剥离信封(SE)超新星(SNe)发现的非目标帕洛玛瞬态工厂(PTF)和中间PTF(iPTF)的调查。我们的样本包含55个IIb型SNe(SNe IIb),45个Ib型SNe(SNe Ib),56个Ic型SNe(SNe Ic)和17个Ib/c型SNe(SNe Ib/c)。我们通过测量He I $λ\lambda5876, 7065$和O I $\lambda7774$吸收线的伪等效宽度(pEW)和速度来比较SE SN亚型。与以前的工作一致,我们发现,SNe Ic显示更高的pEW和速度在O I $\lambda7774$相比,SNe IIb和Ib。He I $λ\lambda5876, 7065$谱线的pEW在最大光照后在SNe Ib和IIb中是相似的。在最大光照下,He I $λ\lambda5876, 7065$在SNe Ib中的速度高于SNe IIb。我们已经确定了SNe IIb和Ib中He I $\lambda7065$ pEW和O I $\lambda7774$速度之间的关系。这可以解释为爆炸时He含量的连续性。有人认为,SNe Ib和Ic具有相似的He含量,并且较低的混合可能是SNe Ic中隐藏He的原因。然而,我们的数据与这种混合假设相矛盾。如果假设SE SN亚型之间的其他爆炸参数不变,则在SNe Ic($V_{\mathrm{m}}…
2018-06-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Progenitors of Superluminous Type Ia Supernovae
本研究针对超钱德拉塞卡Ia型超新星的前身星问题,通过一维数值模拟对比磁化白矮星与白矮星并合模型,发现并合模型能更好重现观测的低抛射速度与光变特征,为后续观测和高维建模提供基础。
2023-06-14 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Measuring precise radial velocities on individual spectral lines. III. Dependence of stellar activity signal on line formation temperature
上下文为了使径向速度(RV)的精度达到约0.1米/秒的数量级,以探测围绕太阳型恒星运行的类地系外行星,主要障碍在于减轻恒星活动的影响。目的。本研究调查的依赖性派生RV相对于谱线段的形成温度。方法.使用光谱合成,我们计算每个观察到的波长点的未混合的谱线的恒星温度低于50%的出射通量的起源。然后,我们可以使用模板匹配来构建不同温度范围的RV时间序列。结果利用HARPS-N太阳数据和HARPS $α$ Cen B测量数据,我们证明了在显著恒星活动的时间间隔上,活动引起的RV信号具有不同的幅度和周期性,这取决于所考虑的温度范围。我们比较了太阳测量与模拟的贡献,从活跃的表面区域同时出现的图像,并发现对流运动的抑制是占主导地位的效果。结论.从一组精心挑选的谱线,我们能够测量RV的影响,恒星活动在不同的恒星温度范围。我们能够强烈相关的对流抑制与谱线段形成在较热的温度范围内的效果。在较冷的温度下,派生的RV表现出相反方向的变化相比,平均RV时间序列和较强的反相关色球发射。
2022-05-14 astro-ph.EP astro-ph.IM astro-ph.SR