Significantly super-Chandrasekhar limiting mass white dwarfs as progenitors for peculiar over-luminous type Ia supernovae
自2012年以来，我们已经开始系统地开发从简单到严格的模型，以证明高度超白矮星和高度亚白矮星，限制质量的白矮星可能存在。我们表明，高度磁化或修改的爱因斯坦引力诱导的白矮星的质量可能显着超钱德拉塞卡，并且此类白矮星可能完全具有不同的质量极限。另一方面，Ia型超新星（SNeIa）是解开宇宙演化历史的关键，被认为是在质量接近克拉塞卡极限的白矮星中触发的。然而，对几个特殊的、过亮和欠亮的SNeIa的观测表明，爆炸的质量与这个极限有很大的不同。我们认为，爆炸的超拉塞卡极限质量的白矮星的结果，在过度发光的SNeIa。我们得到这个启示，首先考虑简单的，球形的，牛顿的白矮星与恒定的磁场。然后，我们放松牛顿假设，考虑变化的领域，但得到类似的结果。最后，我们考虑了一个全尺度的广义相对论磁流体动力学描述的白矮星允许他们的自洽离开从一个球体到椭球。随后，我们还探讨了修改后的爱因斯坦引力的影响。我们的发现质疑的唯一性的Ekrasekhar极限。它进一步论证了可能的第二个标准蜡烛，这有许多深远的影响。
2015-09-30 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Observational Predictions for Sub-Chandrasekhar Mass Explosions: Further Evidence for Multiple Progenitor Systems for Type Ia Supernovae
本文介绍了亚阿布拉塞卡质量白矮星（WD）爆炸的数值参数测量。碳-氧WDs吸积氦壳层有可能在亚克拉塞卡质量状态下爆炸。以往的研究表明，氦壳层的点火既可以直接点燃核壳界面处的WD，也可以将冲击波传播到核中，引起中心点火。我们研究了0.6 - 1.2 M $_\odot$的WD与0.01，0.05和0.08 M $_\odot$的氦壳层的爆炸。不同的观测签名的sub-Brachasekhar质量WD爆炸预测两类壳的大小。较厚的壳层模型显示出早期的通量过剩，这是由于氦壳层的灰烬中存在放射性物质造成的，并且由于这些灰烬在紫外线中通过光谱的蓝色部分产生了显着的线覆盖而导致红色。薄壳模型再现了几个典型的Ia型超新星特征。我们确定了硅II速度和光度之间的关系，这是第一次，确定了一个子类的观察到的超新星是符合这些模型。这一亚类的大气层中不含碳元素。我们认为，高速和正常速度的Ia型超新星之间的选择性完全消光比的差异不是由于这些事件周围的尘埃的性质的差异，而是一个人工制品的应用一个单一的消光校正两个本质上不同的超新星种群。
2019-01-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
Chandrasekhar-mass white dwarfs are the progenitors of a small fraction of Type Ia supernovae according to nucleosythesis constraints
Ia型超新星（SNe Ia）的精确祖先系统，无论它是一个接近于克拉塞卡极限的白矮星（WD）还是质量小得多的白矮星，几十年来一直是一个争论的问题。我们小组最近对大规模WD爆炸前的吸积和沸腾阶段的研究表明，热失控时的中心密度在$(3.6-6.3)\times10^9$ g cm $^{-3}$范围内，以便合理选择WD上的吸积速率和祖金属丰度。在这项工作中，我们已经计算了一维模拟爆炸的这种WD，特别强调喷出物的化学成分，这在所有情况下是非常丰富的中子化同位素铬（$^{54}$铬）和钛（$^{50}$钛）。我们表明，为了使这样的核合成与太阳系的同位素丰度相一致，质量为1000亿克拉塞卡的白矮星最多可以占到正常光度的Ia超新星的26%，或者说最多占到所有Ia超新星的20%。
2022-09-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
Delay Times and Rates for Type Ia Supernovae and Thermonuclear Explosions from Double-detonation Sub-Chandrasekhar Mass Models
我们提出的理论延迟时间和热核爆炸率，被认为是生产Ia型超新星，包括双爆子Bracrasekhar质量模型，使用人口合成二进制演化代码StarTrack。如果在白矮星表面的氦积累层中爆炸后，亚克拉塞卡质量的碳氧白矮星的爆炸（“双爆炸”模型）能够产生与超新星Ia相似的热核爆炸，那么这些亚克拉塞卡质量的爆炸至少可以解释观测到的超新星Ia速率的一部分。不管是否所有的双爆炸看起来像“正常”的超新星Ia，在任何情况下，爆炸预计是明亮的，因此可能被检测到。此外，我们发现，双爆轰的子-Brachasekhar质量超新星Ia的延迟时间分布可以分为两个不同的形成通道：“即时”氦星通道的延迟时间<500百万年（所有的子-Brachas的10%），和“延迟”双白矮星通道，延迟时间>800百万年跨越到哈勃时间（~90%）。这些发现与最近的观测得出的延迟时间分布相吻合，后者揭示了大量的超新星Ia的延迟时间小于5亿年，而相当一部分的延迟时间也跨越了~1 Gyr到哈勃时间。
2011-06-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Solar abundance of manganese: a case for the existence of near Chandrasekhar-mass Type Ia supernova progenitors
锰主要是在Ia型超新星（SN Ia）爆炸中合成的。由于在爆炸热核燃烧的锰产量的熵依赖性，SNe Ia涉及近rasekhar质量的白矮星（WD）的预测产生的Mn到Fe的比例显着超过那些SNe Ia爆炸涉及次rasekhar质量的主要WD。在目前所有的超新星爆炸模型中，只有超新星Ia模型涉及近克拉塞卡质量的WD产生[Mn/Fe] > 0.0。目的：使用特定的收益率竞争的超新星Ia的情况下，我们的目标是限制爆炸的相对分数近rasekhar质量次rasekhar质量的主要WD在银河系。研究方法：我们提取锰产量从三维热核超新星模拟参考不同的初始设置和祖通道。然后，我们计算Mn在太阳附近的化学演化，假设超新星Ia是由不同的相对分数所考虑的爆炸模型。结果如下：我们发现，由于核统计平衡的冻结产量的熵依赖性，[Mn/Fe]强烈地依赖于爆炸WD的质量，与近Ehrasekhar质量WD产生实质上更高的[Mn/Fe]比亚Ehrasekhar质量WD。在所有可能影响Mn化学演化的核合成源中，只有涉及近Kazrasekhar质量WD的热核焚化的爆炸模型预测太阳能或超太阳能[Mn/Fe]。因此，我们发现在我们的化学演化计算中，在[Fe/H] > 0.0的太阳邻域中观察到的[Mn/Fe]不能在没有近克拉塞卡质量的SN Ia原色的情况下重现。假设50%的超新星Ia来自于近克拉塞卡质量的WDs中的爆炸性热核燃烧，结果…
2013-09-11 astro-ph.SR
Sub-Chandrasekhar White Dwarf Mergers as the Progenitors of Type Ia Supernovae
Ia型超新星通常被认为是由于质量接近于克拉塞卡质量的碳氧白矮星的热核爆炸。然而，这种情况有两个长期存在的问题。首先，爆炸并不能自然地产生正确的元素混合，而是必须进行微调，从亚音速爆燃到超音速爆炸。其次，星群模型和观测给出的近白矮星白矮星的形成率太小了。在这里，我们认为Ia型超新星是由质量大致相等的碳氧白矮星合并而成的，包括那些产生亚克拉塞卡质量残余的白矮星。对这种合并的数值研究表明，残余物由快速旋转的核心组成，核心包含大部分质量，中心最热，周围是致密的小圆盘。我们认为，磁盘吸积迅速，由此产生的压缩加热可能会导致中央碳点火。这种点火发生在纯爆炸导致类似于Ia型超新星事件的密度下。有了这个合并方案，我们就可以理解Ia型超新星的发生率，并对观测到的光度范围和更明亮的超新星偏向年轻群体的倾向有合理的解释。我们推测，白矮星的爆炸慢慢地达到了克拉塞卡极限-这也应该发生-是造成一些“非典型”Ia型超新星的原因。
2010-09-11 astro-ph.SR
On the progenitors of super-Chandrasekhar mass type Ia supernovae
Ia型超新星（SNe Ia）可以作为标准烛光来确定宇宙学距离，因为它们被认为具有均匀的燃料量。最近对几个过亮的Ia超新星的观测表明，超新星爆发时的白矮星质量可能大大超过了经典的克拉塞卡质量极限。这些大质量的白矮星可能是由快速的差异旋转支撑的。基于单简并模型和白矮星在吸积率为$\dot{M}>3\times10^{-7}M_{\odot}\rm yr^{-1}$时发生差动自转的假设，计算了由一颗白矮星和一颗正常伴星组成的密近双星的演化。为了考虑自转的影响，我们引入了白矮星的有效质量$M_{\rm eff}$。对于金属丰度为$Z=0.02$和0.001的两种施主星，给出了初始施主星质量的分布和超亚克拉塞卡质量的母星SNe Ia的轨道周期。计算结果表明，对于初始质量为$1.2M_{\odot}$的白矮星，相当一部分Ia型超新星可能是由超亚列塞卡质量的白矮星形成的，但很难形成超大质量（$>1.7 M_{\sun}$）的白矮星，在老的星群中没有发现。然而，当白矮星的初始质量为$1.0M_{\odot}$时，超克拉塞卡质量的超新星Ia是非常罕见的。此外，低金属丰度环境中的Ia超新星更可能是均一的.
2009-07-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
Modified Einstein's gravity as a possible missing link between sub- and super-Chandrasekhar type Ia supernovae
我们探讨的效果修改爱因斯坦的引力在白矮星的第一次在文献中，尽我们所知。这就导致了白矮星的极限质量明显低于或超过拉塞卡极限质量，这由一个单一的模型参数决定。另一方面，Ia型超新星（SNeIa）是解开宇宙演化历史的关键，被认为是在质量接近克拉塞卡极限的白矮星中触发的。然而，对几个特殊的、欠亮和过亮的SNeIa的观测表明，爆炸的质量与这个极限有很大的不同。我们认为，爆炸的修改重力引起的子和超的Bracrasekhar极限质量白矮星的结果在下和过亮SNeIa分别，从而统一这两个明显不相交的子类，因此，作为一个缺失的环节。我们的发现提出了两个基本问题。拉塞卡极限是唯一的吗？爱因斯坦的引力是理解天文现象的终极理论吗？两个答案似乎都是否定的。
2015-05-29 astro-ph.SR gr-qc
Super-Chandrasekhar White Dwarfs with Magnetic-dependent Equation of State
最近发现了一些过亮的Ia超新星，这表明它们的前身是质量超过克拉塞卡极限的白矮星，这可能是由于白矮星内部的超强磁场造成的。我们提出了一个状态方程，明确地依赖于磁场和分析上可行的，并观察到，由于磁场沿半径衰减的状态方程的变化将如此显着地影响白矮星的配置，它的密度并不单调下降，但先下降，重新峰值附近的地壳和再次下降。由于在单颗Ia超新星系统中，一颗超新星会留下它的伴星和一颗中子星（脉冲星）的残骸，我们指出对这些天体的观测可以检验我们的模型
2015-05-05 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
A super-Chandrasekhar mass type Ia supernova progenitor at 49 pc set to detonate in 23 Gyr
发现距地球49 pc的超钱德拉塞卡质量双白矮星WDJ181058.67+311940.94，将在23 Gyr后通过双爆轰机制爆炸，缓解了Ia型超新星前身星观测缺失问题。
2025-04-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Near-Chandrasekhar-Mass Type Ia Supernovae from the Double-Degenerate Channel
最近的观测证据表明，白矮星（WD）合并是一个非常有效的机制，质量吸积到星系中的WD。在本文中，我们表明，WD合并自然产生高磁化，均匀旋转的WD，包括一个很大的人口在一个狭窄的质量范围内，接近的Ekrasekhar质量（$M_{\rm Ch}$）。这些近$M_{\rm Ch}$ WD合并随后经历快速旋转和压缩的$\sim 10^2$年的时间尺度上，要么导致中心点火和一个正常的SN Ia通过DDT机制，或替代一个失败的爆炸和SN Iax通过纯爆燃。由此产生的SNe Ia和SNe Iax将具有光谱、光变曲线、偏振测定和核合成产额，这些产额与通过典型近$M_{\rm Ch}$单简并（SD）通道预测产生的产额相似，但具有双简并（DD）通道的$t^{-1}$延迟时间分布特征。此外，与SD信道相反，WD合并接近$M_{\rm Ch}$ SNe Ia和SNe Iax将不产生可观察的伴随签名。我们讨论了一系列的影响，这些发现，从超新星Ia爆炸机制，银河核合成的铁峰元素，包括锰。
2021-11-18 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Type Ia supernovae within dense carbon-oxygen rich envelopes: a model for 'Super-Chandrasekhar' explosions?
我们调查的后果，相当正常的Ia型超新星被嵌入在紧凑和致密的信封富含碳和氧的拱星材料通过详细的辐射流体动力学模拟。我们的主要重点在于探索喷出物和星周物质之间的相互作用对喷出物演化和宽带光变曲线的影响。在我们的计算中，我们发现，一个强大的反向冲击有效地减速和压缩喷出物的材料。这导致光学光变曲线的显著加宽，上升到最大值的时间更长，尾相下降更慢。在相互作用过程中，产生了大量的辐射能量，这些能量主要出现在极紫外和X射线区域。只有当由于辐射-物质相互作用而进行的再处理非常有效时，才能观察到光学光变曲线的显著提升。我们讨论这些发现，特别是在超亮事件SN 2009 dc的背景下。由于我们的计算能够再现其一些独特的性质，我们得出结论，在这项工作中研究的相互作用方案的味道构成了一个很有前途的候选人来解释这样的'超级-Bracrasekhar'超新星。
2016-10-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
SDSSJ0018-0939: A Clear Signature of Sub-Chandrasekhar Mass Type 1a Supernova
本研究通过分析极贫金属星形成通道，发现α贫VMP星SDSSJ0018-0939是亚钱德拉塞卡质量Ia型超新星的清晰特征，验证了早期星系中该类超新星占主导的结论。
2024-08-02 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Spectropolarimetry of Extremely Luminous Type Ia Supernova 2009dc: Nearly Spherical Explosion of Super-Chandrasekhar Mass White Dwarf
本文介绍了对一颗Ia型超新星SN 2009 dc的首次偏振光谱观测。在B带最大值后5.6天和89.5天进行观察。在较晚的时期所采取的数据被用来确定星际偏振。连续极化被发现是小的（<0.3%），表明爆炸是近球对称的。这一事实表明SN 2009 dc不太可能发生非球面爆炸。在Si II和Ca II线的极化清楚地显示了Q-U平面中的一个环，表明中间质量元素的非轴对称，clusional分布。在Si和Ca线上的线极化程度是中等的（分别为0.5% ± 0.1%和0.7% ± 0.1%），但它高于从其他Ia型SNe的趋势所预期的。这可能表明，在厚的富56 Ni层（>~ 1.2 Msun）上方存在足够厚的富硅层。观测到的光谱偏振特性，结合光度和光谱特性，表明SN 2009 dc的前身具有超克拉塞卡质量，爆炸几何形状是全球球对称的，中等质量元素呈团块状分布。
2010-03-29 astro-ph.CO astro-ph.SR
Explosive Nucleosynthesis in Near-Chandrasekhar-mass White Dwarf Models for Type Iax Supernovae: Dependence on Model Parameters
最近观察到的Ia型超新星（SNe Ia）的多样性，促使我们进行理论模拟的SNe Ia的参数范围很宽。特别是Iax型超新星（SNe Iax）的起源一直不清楚。继我们以前的工作的参数依赖性的SN Ia模型，我们专注于SNe Iax在本研究中。对于SNe Iax模型，我们采用了目前主流的近E-10质量C+O白矮星（WD）的纯湍流爆燃（PTD）模型。我们进行了二维流体动力学模拟爆燃波的传播，留下一个小的WD残留物的背后和喷射核合成材料。我们展示了如何爆炸属性，如核合成和爆炸能量，取决于模型参数，如中心密度和组成的WD（包括混合WD），湍流火焰处方和初始火焰几何形状。我们提取了相关的观测值在我们的模型，并与最近发现的低质量WD与不寻常的表面丰度模式和一些SN残留的丰度模式。我们提供的核合成产额表的应用，恒星考古学和银河系化学演化。我们的研究结果与文献中的代表性模型进行了比较。
2020-07-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Sub-Chandrasekhar progenitors favoured for type Ia supernovae: Evidence from late-time spectroscopy
铁、镍和钴的第一和第二电离阶段的非局域热平衡（NLTE）能级粒子数模型被用来拟合Ia型超新星（SNe Ia）的XShooter光学+近红外（NIR）光谱样本。从NIR线与光学线的比率，可以对发射区域的温度和密度设置限制。我们发现这些参数在我们的样本中有类似的演变。使用Fe II 12 $\,$ 570 $\,\mathring{A}\,$到7 $\,$ 155 $\,\mathring{A}\,$线的演变作为仅覆盖光学波长的光谱拟合的先验，我们表明7200 $\,\mathring{A}\,$特征完全由[Fe II]和[Ni II]单独解释。这种方法使我们能够确定丰富的镍II $\,$ / $\,$ Fe II的大样本的130个光学光谱的58超新星Ia的不确定性小到足以区分之间的Pracrasekhar质量（M $_{\text{Ch}}$）和子Pracrasekhar质量（子M $_{\text{Ch}}$）爆炸模型。我们的结论是，大多数（85 $\%$）的正常SNe Ia有一个Ni/Fe丰度，这是在与预测的亚M $_{\text{Ch}}$爆炸模拟的$\sim Z_\odot$祖。只有一小部分（11 $\%$）的对象在样品中的Ni/Fe丰度与M $_{\text{Ch}}$爆炸模型。
2019-09-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Carnegie Supernova Project II: The slowest rising Type Ia supernova LSQ14fmg and clues to the origin of super-Chandrasekhar/03fg-like events
Ia型超新星（SN Ia）LSQ 14 fmg表现出夸张的性质，这可能有助于揭示“超克拉塞卡”（或类似03 fg）群的起源。它的光谱是类03 fg超新星Ia的典型光谱，但光变曲线与任何观测到的超新星Ia都不同。LSQ 14 fmg的光变曲线上升非常缓慢。在相对于B波段最大值的-23个静止帧日，LSQ 14 fmg已经比宿主消光校正前的$M_V$ =-19等亮。观察到的颜色曲线显示从最早观察到最大值后约一周的平坦演变。近红外线曲线在J和H波段的峰值亮度超过-20.5等，远比任何类03 fg的Ia超新星的近红外观测要亮得多。在最大值过去一个月时，光学光变曲线迅速下降。早期的缓慢上升和平坦的颜色演变被解释为来自电源的额外的过量通量而不是合成的$^{56}Ni$的放射性衰变的结果。过剩通量在密度结构、质量损失率和持续时间上与渐近巨星分支（AGB）星的典型超风相互作用相匹配。在B波段最大值过去一个月左右开始的快速下降可能是活性一氧化碳（CO）形成的快速冷却的指示，这需要低温和高密度的环境。这些特点表明，AGB的祖先接近其演化的终点，核心简并的情况下，可能的爆炸机制LSQ 14 fmg。
2020-08-13 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Nebular Models of Sub-Chandrasekhar Mass Type Ia Supernovae: Clues to the Origin of Ca-rich Transients
我们使用非本地的热平衡辐射传输模型来研究观测到的签名sub-Bracrasekhar质量双爆轰在星云阶段。结果范围从光谱看起来像典型的和亚发光的Ia型超新星（SNe）的高质量的祖先的光谱看起来像钙丰富的瞬变较低的质量的祖先。这种点火机制产生了固有的关系之间的发射功能和祖质量的比率的星云[Ca II]/[Fe III]发射线的增加与减少白矮星质量。通过检查观测到的超新星样本中的[Ca II]/[Fe III]星云谱线比率，我们发现了进一步的证据，证明Polin等人通过Si II速度和B带星等之间的关系（都是在峰值亮度时）确定了两种不同的Ia超新星。这表明Ia型超新星起源于一个以上的祖先通道，并提供了一种基于物理起源对事件进行分类的经验方法。此外，我们提供洞察力的神秘起源的富钙瞬变。低质量的双爆轰模型，只有一个小的质量分数的钙（1%）产生星云光谱，主要通过禁止[钙II]排放冷却。
2021-01-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Super-Chandrasekhar-Mass Light Curve Models for the Highly Luminous Type Ia Supernova 2009dc
几个高亮度的Ia型超新星（SNe Ia）已经被发现。它们的高亮度很难用质量为1000亿克拉塞卡的白矮星（WD）的热核爆炸来解释。在本研究中，我们估计SN 2009 dc，一个非常明亮的SNe Ia，使用流体动力学模型的祖先质量如下。建立了超克拉塞卡质量（super-Ch-mass）爆炸模型，计算了多色光变曲线（LC）。我们的计算和SN 2009 dc的观测结果之间的比较表明，爆炸的WD具有2.2-2.4太阳质量的超Ch质量，产生1.2-1.4太阳质量的Ni-56，如果其宿主星系的灭绝可以忽略不计。如果灭绝是显著的，爆炸的WD的质量是\sim 2.8太阳质量，而\sim 1.8太阳质量的Ni-56是解释观测所必需的。无论宿主星系的灭绝是否显著，前身WD在最外层区域（WD质量的20-30%）必须具有厚的碳氧层，这解释了所观察到的喷出物的低膨胀速度和碳的存在。我们对前体WD质量的估计，特别是对校正过的病例，对Ia型超新星的当前情况具有挑战性。祖场景的影响进行了讨论。
2012-07-19 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
Manganese Indicates a Transition from Sub- to Near-Chandrasekhar Type Ia Supernovae in Dwarf Galaxies
锰丰度是探测Ia型超新星前身星的敏感探针。在这项工作中，我们提出了一个目录中的锰丰度矮球状卫星的银河系，使用中分辨率光谱测量。使用一个简单的化学演化模型，我们推断的锰产量的Ia型超新星在玉夫座矮球状星系（dSph），并比较理论产量。Ia型超新星的亚太阳辐射量（$\mathrm{[Mn/Fe]}_{\mathrm{Ia}}=-0.30_{-0.03}^{+0.03}$在$\mathrm{[Fe/H]}=-1.5$ dex，对金属丰度的依赖性可以忽略不计）意味着亚克拉塞卡质量（亚$M_{\mathrm{Ch}}$）白矮星祖先是该星系早期Ia型超新星的主要通道，尽管仍需要部分（$\gtrsim20\%$）$M_{\mathrm{Ch}}$ Ia型或Iax型超新星来产生观测到的辐射量。然而，这一结果并不适用于所有环境。特别是，我们发现，dSph星系延长恒星形成的历史（狮子座I，天炉座dSph）似乎有较高的[Mn/Fe]在一个给定的金属丰度比星系早期爆发的恒星形成（雕塑dSph），这表明$M_{\mathrm{Ch}}$祖先可能成为主导渠道Ia型SNe在以后的时间在星系的化学演化。
2020-02-05 astro-ph.GA astro-ph.SR
Modified Einstein's gravity to probe the sub- and super-Chandrasekhar limiting mass white dwarfs: a new perspective to unify under- and over-luminous type Ia supernovae
Ia型超新星（SNeIa），被用作天体物理学中的标准烛光之一，被认为是当白矮星的质量接近卡拉塞卡质量极限时形成的。然而，在过去的几十年里，观测发现了一些特殊的SNeIa，它们被预测来自质量远小于或远高于乌拉塞卡质量极限的白矮星。虽然我们的小组早些时候试图统一SNeIa的这两个子类，但在这项工作中，我们首次，用白矮星的一个特性来解释这个现象，那就是它的中心密度。因此，我们不改变基本的重力模型的基本参数，与早期的尝试相反。我们有效地考虑高阶修正的Starobinsky- $f(R)$重力模型，揭示统一。我们证明了在相同的模型参数下，对于中心密度为$ρ_c \sim 1.4\times10^8$ g/cc的白矮星，其极限质量为$\sim M_\odot$;对于中心密度为$ρ_c \sim1.6\times 10^{10}$ g/cc的白矮星，其极限质量为$\sim 2.8M_\odot$.我们进一步证实，这些模型是可行的，相对于太阳系的测试。这可能非常强烈地启发了长期存在的难题在于预测的SNeIa祖细胞质量的变化。
2018-09-07 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Evidence for sub-Chandrasekhar-mass progenitors of Type Ia supernovae at the faint end of the width-luminosity relation
低光度Ia型超新星（SNe Ia）的光变曲线演化速度更快，这表明它们可能是由质量低于克拉塞卡质量（$M_{\rm Ch}$）的白矮星（WD）的祖先爆炸造成的。在这里，我们提出了一维非LTE时间相关的辐射传输模拟的纯中心爆炸的碳氧WD与质量（$M_\rm{tot}$）之间的0.88 M $_{\odot}$和1.15 M $_{\odot}$，和一个$^{56}\rm{Ni}$产率之间的0.08 M $_{\odot}$和0.84 M $_{\odot}$。与$M_{\rm Ch}$模型相比，它们较低的喷出物密度导致早期光度更快地增加，并增强了$γ$射线逃逸分数超过最大光。因此，它们的热光变曲线显示较短的上升时间和较大的最大后下降率。此外，在给定的$^{56}\rm{Ni}$质量下，较高的$M(^{56}\rm{Ni})/M_\rm{tot}$比率增强了发光度较低的模型的光谱形成区域中的温度和电离水平，从而在最大光下产生更蓝的颜色，并且$B-V$颜色的最大后演化更快。对于在峰值时比$M_B\approx -18.5$等暗的次$M_{\rm Ch}$模型，较大的热辐射衰减和较快的颜色演变导致较大的$B$带最大后衰减率$ΔM_{15}(B)$。特别是，我们以前发表的所有$M_{\rm Ch}$模型（标准和脉动延迟爆轰）都局限于$ΔM_{15}(B) < 1.4$等，而$M_\rm{tot…
2017-06-06 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Nucleosynthesis imprints from different Type Ia Supernova explosion scenarios and implications for galactic chemical evolution
我们分析了各种Ia型超新星爆炸模拟的核合成产额，包括亚克拉塞卡质量的白矮星的纯爆轰、具有吸积氦包层的亚克拉塞卡质量的白矮星的双爆轰和纯氦爆轰、两颗白矮星的剧烈合并模型以及亚克拉塞卡质量的白矮星的爆燃和延迟爆轰。重点研究了铁峰元素Mn、Zn和Cu。为此，我们还简要回顾了这些元素的不同燃烧制度和生产地点以及丰度测量和几个星系化学演化研究的结果。我们发现，超太阳值的[Mn/Fe]并不局限于Ekrasekhar质量爆炸模型。包括氦爆炸的情况下，可以显着地有助于锰的生产，特别是模型提出的富钙瞬变。虽然Ia型超新星往往不占锌和铜的生产基地，我们的模型涉及氦壳爆炸可以产生这些元素的超太阳比相对于铁。我们的研究结果表明，在银河系化学演化模型的Ia型超新星产量的重新考虑。与观测结果的详细比较可以为这些事件的起源和爆炸通道提供新的见解。
2020-10-27 astro-ph.GA astro-ph.SR
Significantly super-Chandrasekhar mass-limit of white dwarfs in noncommutative geometry
大约在90年前，阿格拉塞卡有了一个惊人的发现，即一旦核聚变反应停止，致密物体白矮星的质量就会有一个极限值。这就是卡拉塞卡质量极限，对于不旋转、不磁化的白矮星来说是$\sim1.4M_\odot$。在接近这个极限质量时，白矮星被认为会以一种称为Ia型超新星的爆炸而点燃，这被认为是一种标准的蜡烛。然而，对几颗过亮、奇特的Ia型超新星的观测表明，克拉塞卡的质量极限要大得多。通过考虑位置和动量变量分量之间的非对易性，从而在量子尺度上测量它们的不确定性，我们证明了白矮星的质量可能是显著的超对称塞卡，从而达到一个新的质量极限$\sim 2.6M_\odot$，解释了一个可能的起源过于奇特的发光Ia型超新星。除了海森堡的不确定原理之外，非对易性的概念已经存在了相当长的一段时间，但是没有任何观测证据。我们的发现为非对易性提供了一个可信的天体物理学证据，为可能存在的第二标准烛光辩护，这具有许多深远的影响。
2021-01-13 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
A spectroscopic quadruple as a possible progenitor of sub-Chandrasekhar Type Ia supernovae
双星作为Ia型超新星（SNIa）爆炸的可能祖先受到了广泛的关注，但在紧密的三重或四重系统中的长期引力效应也可能在产生SNIa中发挥关键作用。在这里，我们报告的性质，光谱四（SB 4）内发现一个星团：2+2分级系统HD 74438。它是疏散星团IC 2391的成员，这使它成为迄今为止发现的最年轻的（43 My）SB 4，也是外轨道周期最短的四重星系之一。6 y外周期的偏心率为0.46，两个内轨道，周期为20.5 d和4.4 d，偏心率为0.36和0.15，不共面。使用创新的地面高分辨率光谱和盖亚/依巴谷天体测量相结合，我们表明，这个系统正在经历长期的相互作用，可能泵的偏心率的内部轨道之一高于预期的光谱类型的组件。我们计算了HD 74438的未来演化，并通过白矮星（WD）的合并表明，该系统是一个很好的候选祖先sub-Bracrasekhar SNIa。考虑到这种特殊类型的SNIa的贡献，比只考虑近克拉塞卡质量的SNIa更好地解释了银河系中铁峰元素的化学演化。
2022-05-10 astro-ph.GA astro-ph.IM astro-ph.SR
The origin of the near-infrared excess in SN Ia 2012dn: Circumstellar dust around the super-Chandrasekhar supernova candidate
所谓的超克拉塞卡候选Ia型超新星（SC-SNe Ia）的祖先的性质一直在积极辩论。最近，Yamanaka等人（2016）报告了SN 2012 dn的近红外（NIR）过量，并提出过量来自星周（CS）尘埃的回波。在本文中，我们研究了SN 2012 dn周围CS尘埃的详细分布，并研究了CS尘埃回波场景对SC-SNe Ia一般情况的影响。我们发现，一个磁盘/双极CS介质配置再现近红外过量相当不错，其中的径向密度分布是由一个固定的质量损失。CS粉尘的内径为$0.04$ pc。对于椎间盘和双极CS介质配置，祖系统的质量损失率估计分别为$1.2 \times 10^{-5}$和$3.2 \times 10^{-6}$ M $_{\odot}$ yr $^{-1}$，这为单次退化情况增加了另一个支持。我们的模型限制SN 2009 dc，另一个SC-SN Ia，具有小于SN 2012 dn的$0.16$倍的尘埃质量。虽然这可能仅仅表明SC-SNe Ia之间CS环境的一些变化，但这可能会引起另一种有趣的可能性。在SC-SNe Ia中可能有两类：在清洁环境中较亮的SC-SNe Ia（SN 2009 dc）和在尘埃环境中较暗的SC-SNe Ia（SN 2012 dn）。
2016-12-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Ultraviolet Observations of Super-Chandrasekhar Mass Type Ia Supernova Candidates with Swift UVOT
在Ia型超新星（SNe~Ia）中，存在着一类过亮天体，它们的喷出物质量被推断为大于经典的克拉塞卡质量。我们提出并讨论了紫外/光学光度的光变曲线，颜色，绝对星等，和光谱的三个候选人的超拉塞卡质量SNe-2009dc，2011aa，和2012dn-观察与斯威夫特紫外/光学望远镜。Ia型超新星的光变曲线位于宽端，SN~2011aa的光变曲线是有史以来观测到的最宽的光变曲线。我们发现这三个超新星都有非常蓝的颜色，这可能提供了一种从宇宙学分析中排除这些过度发光的SNe的方法，尽管它们与最蓝的"正常" SNe Ia有一些重叠。这三颗超新星的紫外绝对星等都比正常的和宽的Ia型超新星过亮，但2011 aa和2012 dn的光学光度并不比正常的Ia型超新星过亮。SNe 2011 aa和2012 dn在UVOT范围（1600 - 6000埃）的积分亮度曲线只有SN~2009 dc的一半亮，这意味着56 Ni产额较小。虽然不足以强烈影响辐射热通量，但早期的中紫外线通量在早期做出了重大贡献。SNe 2009dc和2012dn的中紫外光谱中的强光谱特征表明，更高的温度和更低的不透明度是紫外线过量的原因，而不是来自激波相互作用的热的、光滑的黑体。需要进一步的工作来确定SNe 2011aa和2012dn的喷出物和56Ni质量，并充分解释它们的高紫外光度。
2014-04-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
Evidence for Sub-Chandrasekhar Type Ia Supernovae from Stellar Abundances in Dwarf Galaxies
尽管Ia型超新星（SNe Ia）在宇宙学和化学演化中具有重要意义，但对于它们的祖先还没有达成共识。我们解决这个问题，通过使用我们以前发表的目录中的镁，硅，钙，铬，铁，钴，镍丰度的矮星系卫星的银河系，以约束质量的白矮星爆炸期间一个典型的超新星Ia。我们拟合了一个简单的双线性模型来描述[X/Fe]与[Fe/H]的演化，其中X代表上述每个元素。我们使用的演变[Mg/Fe]加上理论超新星产量隔离什么分数的元素起源于超新星Ia。然后，我们推断出除了Mg之外的所有元素的SNe Ia的[X/Fe]产额。我们比较这些观测推断的收益率最近的理论预测两个类的克拉塞卡质量（M_Ch）超新星Ia以及亚M_Ch超新星Ia。大部分的超新星Ia产额与所有的理论模型一致，但[Ni/Fe]仅与亚M_Ch模型一致。我们的结论是，在古老的矮星系的超新星Ia的主导类型是一个亚M_Ch白矮星的爆炸。银河系和矮星系的恒星形成的历史延长有较高的[Ni/Fe]丰度，这可能表明，占主导地位的类超新星Ia是不同的星系的恒星形成持续了至少几个Gyr。
2019-07-23 astro-ph.GA astro-ph.SR
A one-dimensional Chandrasekhar-mass delayed-detonation model for the broad-lined Type Ia supernova 2002bo
我们提出了一维非局部热力学平衡（非LTE）的时间依赖的辐射传输模拟合成0.51 Msun的56 Ni的一个质量延迟爆轰模型，并面对我们的结果，Ia型超新星（SN Ia）2002 bo在其演变的第一个100天。假设只有同系膨胀，这个相同的模型再现的测辐射热和多波段的光变曲线，第二近红外（NIR）的最大值，和光学和NIR光谱。我们模型的化学分层定性地与Stehle等人先前的推断一致，但揭示了铁族元素和中等质量元素两者的显著定量差异。我们表明，+/-0.1 Msun（即，+/-20%）的变化对我们模型的热测量和颜色演变有一定的影响。一个值得注意的例外是U波段，其中更大丰度的铁族元素通过电离效应导致不透明的喷出物，我们的模型具有更多的56 Ni显示更高的近紫外通量水平。在近红外范围内，56镍质量的这种变化影响了次极大值的时间，但不影响其大小，与观测结果一致。此外，I、J和K_s星等在距最大辐射热值约10天内的变化小于0.1等，证实了Ia超新星近红外测光在宇宙学上的潜力。总的来说，单颗克拉塞卡质量的白矮星祖先的延迟爆炸机制似乎非常适合SN 2002 bo和类似的Ia型超新星，它们显示出宽的Si II 6355 A谱线。无论在导致这些事件的爆炸过程中起作用的是什么多维过程，它们都必须共同产生一个类似于我们的球对称模型的喷出物。
2015-02-12 astro-ph.CO astro-ph.SR
Explosive Nucleosynthesis in Near-Chandrasekhar Mass White Dwarf Models for Type Ia Supernovae: Dependence on Model Parameters
利用湍流爆燃模型和爆燃-爆轰转换（DDT），对Ia型超新星（SNe Ia）的近亚克拉塞卡质量白矮星（WD）模型进行了二维流体动力学模拟.我们对41个模型进行了参数调查，以研究初始中心密度（即，WD质量），金属含量，火焰形状，DDT标准，湍流火焰公式比以前的研究更广泛的参数空间。通过后处理核合成计算获得这些模拟中$^{11}$ C至$^{91}$ Tc的最终同位素丰度。调查包括SNe Ia模型，中心密度从$5 \times 10^8$ g cm $^{-3}$到$5 \times 10^9$ g cm $^{-3}$（WD质量为1.30 - 1.38 $M_\odot$），金属度从0到5 $Z_{\odot}$，C/O质量比从0.3 - 1.0，点火核包括居中和偏心点火核。给出了33个模型的稳定同位素（从$^{12}$ C到$^{70}$ Zn）和主要放射性同位素的产额表。从太阳组成中获得的$^{55}$ Mn，$^{56}$ Fe，$^{57}$ Fe和$^{58}$ Ni的观测丰度，以及观测良好的超新星Ia和超新星Ia遗迹被用来约束爆炸模型和超新星祖先。讨论了纯湍流爆燃模型和亚发光爆燃模型之间的联系。我们发现，依赖的核合成产率的金属丰度和中心密度（WD质量）是大的。为了适应这些观测丰度，也为银河系化学演化建模的应用程序，这些依赖性的金属丰度和WD质量应考虑在内。
2019-06-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
The peculiar Type Ia supernova iPTF14atg: Chandrasekhar-mass explosion or violent merger?
iPTF14atg是一颗类似SN 2002es的Ia型超新星，是第一颗在早期光变曲线中观测到强烈紫外闪光的Ia型超新星。这已被解释为一个单简并（SD）祖系统的证据，这样的信号预计从SN喷出物和非简并伴星之间的相互作用。在这里，我们比较了不同祖先场景的多维最先进的爆炸模型的合成观测值与iPTF14atg的光变曲线和光谱。根据我们的模型，我们难以解释SD祖细胞通道内iPTF14atg的光谱演变。相比之下，我们发现，两个碳氧白矮星与0.9和0.76太阳质量的暴力合并，分别提供了一个很好的匹配，iPTF 14 atg的光谱演化，从10天前到几个星期后，最大的光。我们的合并模型不能自然地解释iPTF14atg的初始紫外线闪光。我们讨论了几种可能性，如相互作用的SN喷出物与星周介质和表面放射性从他点燃合并，可能能够占早期的紫外线辐射在暴力合并模型。
2016-04-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
Carnegie Supernova Project: The First Homogeneous Sample of "Super-Chandrasekhar Mass"/2003fg-like Type Ia Supernova
本文对13颗“超克拉塞卡质量”/2003 fg型Ia型超新星（SNe~Ia）进行了多波长光度和光谱分析。其中9个天体被卡内基超新星计划观测到。类2003 fg的光变曲线缓慢下降（$Δm_{15}$（B）$<$ 1.3等），$B$带的峰值绝对星等在$-19<M_{B}<-21$ ~等之间。在光学$B$和$V$波段，类2003 fg看起来像正常的SNe~Ia，但在更红的波长，他们发散。与其它发光的SNe~Ia不同，2003 fg类超新星通常只有一个$i$谱带的最大值，其峰值出现在$B$谱带最大值出现之后，而它们的近红外光变曲线上升时间比正常SNe~Ia的上升时间长$\gtrsim$ 40天。它们在近红外波段也比正常的SNe~Ia亮至少一个星等，峰值在$M_H < -19$ ~mag以上，并且通常具有负的哈勃残差，这可能是暗能量实验中某些系统学的原因。在光谱上，类2003 fg具有一些特殊的性质，如在最大光照下未燃烧的碳，在最大光照下速度在SiII $λ$ 6355上有很大的扩展（8000- 12000 km/s），早期速度没有快速下降，在+10 d，e处没有明显的$H$带断裂。我们发现，在最大光照下，具有较大的CII伪等效宽度的SNe具有较低的SiII $λ$ 6355速度和较慢的光变曲线下降。也有多种因素对2003 fg类星体的峰值亮度有贡献。富碳包层内的C-O简并核爆炸与这些观测结…
2021-08-31 astro-ph.HE astro-ph.SR
The detonation of a sub-Chandrasekhar-mass white dwarf at the origin of the low-luminosity Type Ia supernova 1999by
虽然具有低$^{56}\rm{Ni}$产额的$M_{\rm Ch}$模型可以匹配快速下降的91 bg类Ia型超新星（SNe Ia）的峰值亮度，但它们系统地无法再现其更快的光变曲线演化。在这里，我们说明了一个低的喷出物质量对低光度的超新星Ia的辐射显示的影响，通过比较一个子$M_{\rm Ch}$模型产生的纯中心爆炸的C-O白矮星（WD）的$M_{\rm Ch}$延迟爆炸模型与相同的$^{56}\rm{Ni}$产量为0.12 M $_{\odot}$。我们从0.90 M $_{\odot}$ WD祖细胞中获得的子$M_{\rm Ch}$模型在紫外-光学-红外（UV-IR）积分光度以及$B$ -波段中的上升时间缩短了$\sim$ 5天，峰值UV-IR光度提高了$\sim$ 20%（$\sim$ 1 mag更亮的峰值$M_B$）。由于较大的比加热速率，以及较大的最大后紫外线和$B$带下降速率，该子$M_{\rm Ch}$模型还显示更蓝的最大光颜色。在星云时期光度的下降也更加明显，反映了由于原始WD密度较低而导致的伽马射线逃逸增强。在最里面的喷出物中的稳定镍的赤字导致一个显着的情况下，禁止线[Ni II]在星云光谱。相比之下，$M_{\rm Ch}$模型由于[Ni II] 1.939 $μ\rm{m}$而显示强线，其原则上可用于区分不同的祖细胞情况。我们的子$M_{\rm Ch}$模型提供…
2017-11-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Type Iax supernovae from deflagrations in Chandrasekhar mass white dwarfs
由于观测数量的增加，Ia型超新星现在被认为是一个由几个子类组成的异质天体。其中最大的一类是Iax型超新星（SNe Iax），它们被认为起源于CO钱德拉塞卡质量的白矮星（WD）的纯粹爆燃。虽然已经进行了一些爆燃研究，但尚未捕获该类的全部多样性。因此，我们提出了一个参数的研究与不同的点火位置，中心密度，金属丰度和组合物的单点点燃爆燃。我们还探索了一个刚性旋转的祖先，并进行了三维流体动力学模拟，核网络计算和辐射转移。新模型将先前研究所涵盖的亮度范围扩展到低端。我们的爆炸产生$^{56}$ Ni质量从$5.8 \times 10^{-3}$到$9.2 \times 10^{-2}\,M_\odot$。尽管参数空间的广泛探索的模型的主要特征主要是由质量的$^{56}$镍。次要参数的影响太小，无法解释观测到的微弱SNe~Iax趋势。我们报告踢速度的绑定爆炸残留物从$6.9$ $369.8\,$公里$\,s^{-1}$。对辐射转移中参数空间和视角效应的广泛探索，导致了合成观测量的显著扩展。然而，这一类别的微弱结束趋势并没有再现。这促使量化的建模过程中的系统不确定性和$^{56}$富镍结合残留物的影响。虽然纯爆燃场景仍然是明亮和中等亮度SNe~Iax的有利解释，但需要考虑SNe~Iax不包含单一爆炸场景的可能性。
2021-12-03 astro-ph.HE astro-ph.SR
SNe Ia: Can Chandrasekhar Mass Explosions Reproduce the Observed Zoo?
Ia型超新星（SNe Ia）前身的性质问题，对于我们详细了解恒星演化，以及将其用作宇宙学探测暗能量都是重要的。Ia超新星的许多基本特征可以直接从核物理学中得到理解，格里会很欣赏这一事实。我们目前的观测和理论情况的概述，并表明，它不与大多数超新星Ia是热核爆炸的结果附近的Mrasekhar质量不兼容。
2014-08-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Trans-Fe elements from Type Ia Supernovae. I. Heavy element nucleosynthesis during the formation of near-Chandrasekhar white dwarfs
University of Naples Federico II（那不勒斯费德里科二世大学）；INAF – Osservatorio Astronomico d’Abruzzo（意大利国家天体物理研究所阿布鲁佐天文台）；E. A. Milne Centre for Astrophysics, University of Hull（赫尔大学E.A.米尔内天体物理学中心）；Heidelberg Institute for Theoretical Studies（海德堡理论研究所）；Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Institut für Theoretische Astrophysik（海德堡大学天文学中心理论天体物理研究所）；Zentrum für Astronomie der Universität Heidelberg, Astronomisches Recheninstitut（海德堡大学天文学中心天文计算研究所）；Department of Physics & Astronomy, University of Victoria（维多利亚大学物理与天文系）；INFN – Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）；School of Chemical and Physical Sciences, Keele University（基尔大学化学与物理科学学院）；INFN – Sezione di Roma（意大利国家核物理研究所罗马分部）；School of Mathematics and Physics, Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学数学与物理学院）；INAF – Osservatorio Astrofisico di Torino（意大利国家天体物理研究所都灵天文台）
本研究通过五个模型探讨了近钱德拉塞卡质量白矮星并合过程中的重元素核合成，发现Fe以上元素富集可能是此类SNIa喷射物的标志性特征，可用于区分亚钱德拉塞卡爆炸。
2025-08-20 astro-ph.SR
Stability of super-Chandrasekhar magnetic white dwarfs
最近有人提出，具有强量子化磁场的超大质量白矮星可能是超新星SN 2006 gz和SN 2009 dc的前身。在这项工作中，我们表明，在这些假定的超超白矮星白矮星的电子捕获和致密核反应的发生可能会严重限制其稳定性。
2013-10-14 astro-ph.SR
The Post-Merger Magnetized Evolution of White Dwarf Binaries: The Double-Degenerate Channel of Sub-Chandrasekhar Type Ia Supernovae and the Formation of Magnetized White Dwarfs
Ia型超新星（SNe Ia）作为可测量的宇宙学蜡烛发挥着至关重要的作用，尽管它们的祖先的性质是一个积极研究的主题。最近的观测和理论工作指出合并的白矮星双星，称为双简并通道，可能是某些Ia型超新星的祖先系统。此外，最近的理论研究表明，未能引爆的合并可能会产生磁化的快速旋转的白矮星。在本文中，我们提出了第一个多维模拟合并后的白矮星双星的演变，包括磁场的影响。在这些系统中，两颗白矮星在动力学时间尺度上完成了最终的合并，并被潮汐破坏，产生了一个快速旋转的白矮星合并，周围环绕着一个热日冕和一个厚的，差速旋转的圆盘。磁盘是非常容易受到磁旋转不稳定性（MRI），我们证明，这导致了一个最初的动态弱磁场在磁盘中的快速增长，自旋下降的白矮星合并，并随后中央点火的白矮星合并。此外，这些磁化模型表现出在白矮星合并的先前流体动力学研究中不存在的新特征，包括在热盘中MRI湍流的发展，携带盘质量的显著部分的磁化流出，以及白矮星合并的磁场强度$\sim 2 \times 10^8$ G。我们讨论了我们的研究结果的起源，拱星介质，并观察到的Ia超新星和磁化白矮星的属性的影响。
2013-09-03 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
The mechanism of Supernova Ia explosion in elliptical galaxies
最近关于Ia型超新星速率的观测数据与双星群体合成的旧预测非常一致，并证实椭圆星系中绝大多数Ia型超新星（约99%）是通过总质量超过克拉塞卡极限的双星白矮星合并形成的。
2010-09-15 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Using $^{44}$Ti Emission to Differentiate Between Thermonuclear Supernova Progenitors
放射性同位素$^{44}$ Ti是在Ia型超新星（SNe Ia）中通过富含$α$的冻结和爆炸性氦燃烧产生的。在本文中，我们讨论了如何检测$^{44}$ Ti，无论是通过晚时间的光变曲线的超新星Ia，或直接通过伽马射线，可以唯一地约束的起源超新星Ia。特别是，建立在最近的进展，在流体动力学模拟氦点燃的双白矮星双星，我们证明了$^{44}$ Ti在附近的超新星Ia或在一个年轻的银河系超新星遗迹（SNR）的检测可以区分双爆轰和双退化通道的子-Bracrasekhar（子- $M_{\rm Ch}$）和近-Bracrasekhar（近- $M_{\rm Ch}$）超新星Ia。此外，我们预测，后期的光变曲线的富钙瞬变完全占主导地位的$^{44}$钛。
2022-10-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Maximum mass of stable magnetized highly super-Chandrasekhar white dwarfs: stable solutions with varying magnetic fields
我们解决的问题，最近提出的显着的超级超级拉塞卡白矮星的稳定性。本文给出了不同磁场分布下超超白矮星白矮星静磁平衡模型的稳定解。这已经通过自洽地包括在广义相对论框架中的磁压梯度和总磁密度的影响而获得。我们估计磁化白矮星的最大稳定质量可能超过3个太阳质量。这对于解释不符合传统的克拉塞卡质量极限的奇特的、过亮的Ia型超新星非常有用。
2014-05-20 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Optical tomography of chemical elements synthesized in Type Ia supernovae
我们报告了三个年轻的Ia型超新星遗迹（SNR）的非辐射冲击喷出物的光发射的发现：SNR 0519 - 69.0，SNR 0509 - 67.5和N103B。深积分场光谱观测揭示了广泛的和空间分辨的[Fe XIV] 5303发射。宽线的宽度首次揭示了反向冲击速度。对于其中的两个遗迹，我们可以用演化模型来约束潜在的超新星爆炸。SNR 0519 - 69.0可以很好地解释为一个标准的近亚克拉塞卡质量爆炸，而SNR 0509 - 67.5我们的分析表明一个高能的亚克拉塞卡质量爆炸。随着[S XII]，[Fe IX]和[Fe XV]的检测，我们可以独特地看到爆炸的不同层。我们把这种新的分析技术称为“超新星遗迹断层扫描”。
2019-06-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Off-centre ignition of sub-Chandrasekhar white dwarfs does not resolve the tension with the observed $t_0$-$M_{\rm{Ni}56}$ relation of type Ia supernovae
本研究通过二维数值模拟验证亚钱德拉塞卡质量白矮星偏离中心点火的双爆轰模型，发现其t0-MNi56关系仍与观测存在矛盾，未解决该问题。
2025-01-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Type Ia Supernovae and Accretion Induced Collapse
使用人口合成二进制演化代码StarTrack，我们提出的理论速率和延迟时间的Ia型超新星所产生的各种形成渠道。这些通道包括爆炸的白矮星达到克拉塞卡质量极限的双星（DDS、SDS和富氦施主方案）以及亚克拉塞卡质量方案，其中白矮星从富氦伴星吸积，并在达到克拉塞卡质量极限之前爆炸为超新星Ia。我们发现，使用一个共同的信封参数化采用能量平衡与α =1和λ =1，超新星率每单位质量（出生在恒星）的sub-Brachasekhar质量SNe Ia超过所有其他祖通道在历元t=0.7 - 4 Gyr的恒星形成的爆发在t=0。此外，亚阿布拉塞卡模型的延迟时间分布可以分为两个不同的演化通道：延迟时间<5亿年的“即时”氦星通道，以及延迟时间> 8亿年的“延迟”双白矮星通道，跨度可达哈勃时间。这些发现与最近观测得到的延迟时间分布相一致，后者预测大量Ia超新星的延迟时间小于1 Gyr，其中很大一部分的延迟时间小于5亿年。我们发现，DDS通道也能够占观察到的速率的SNe Ia。然而，对白矮星合并的详细模拟表明，大多数合并不会导致超新星Ia，而是通过吸积诱导的坍缩形成中子星。如果这是真的，我们的标准人口合成模型预测，唯一的祖先通道，可以占率的Ia超新星是sub-Brachasekhar质量的情况下，没有考虑的其他祖先可以完全解释所观察到的利率。
2010-09-19 astro-ph.SR
Where are the double-degenerate progenitors of type Ia supernovae?
双白矮星双星的合并时间尺度小于哈勃时间，总质量接近克拉塞卡极限（即经典克拉塞卡布居）或具有高质量的主星（即亚克拉塞卡布居），是潜在的Ia型超新星（SNIa）的祖先。然而，我们还没有明确地证实这些天体的存在，这一事实经常被用来批评双白矮星与产生SNIa的相关性。我们分析这种缺乏检测是否是由于观测效应。为此，我们模拟了银河系中的双白矮星二进制人口，并获得合成光谱的SNIa祖先。我们证明了它们的识别，基于检测的Halpha双线轮廓所产生的两个白矮星在合成光谱，是非常具有挑战性的，由于其固有的模糊。这意味着在银河系中发现双白矮星SNIa祖先的观测概率，对于经典的古拉塞卡和亚古拉塞卡祖先群体分别为（2.1 +-1.0 x10 ^{-5}和（0.8 +-0.4 x10 ^{-5}）。发现双白矮星SNIa的祖先也遭受同样的观测效应。预计下一代大口径望远镜将有助于将探测概率提高约1个数量级。然而，只有通过即将到来的观测，例如LISA提供的观测，我们才能明确地证实或反驳双白矮星SNIa祖先的存在，并测试它们对产生SNIa的重要性。
2018-09-19 astro-ph.SR
A Single Degenerate Progenitor Model for Type Ia Supernovae Highly Exceeding the Chandrasekhar Mass Limit
最近对Ia型超新星（SNe Ia）的观测表明，一些前身白矮星（WD）的质量高达2.4-2.8 M太阳，大大超过了克拉塞卡质量极限。我们提出了一个新的Ia型超新星的单简并（SD）模型，其中WD质量可能达到2.3- 2.7Msun。三个二进制的演化过程中，光学厚风质量吸积WD，质量剥离的二进制伴星的WD风，和WD的支持下，由差分旋转。WD的质量可以通过吸积从初始的1.1（1.2）M_sun增加到2.3（2.7）M_sun，这与高光度的Ia型超新星SN 2003 fg、SN 2006 gz、SN 2007 if和SN 2009 dc相一致。爆炸的WD有三个特征质量范围。在极端大质量的情况下，由于T/ |W| \sim 0.14的长期不稳定性，在WD质量超过2.4 M_sun后不久，差动旋转的WD爆炸为SN Ia。对于M_WD=1.5-2.4 M_sun的中等质量范围，在WD质量达到最大值之后，直到碳被点燃以引起SN Ia爆炸需要一些时间（自旋下降时间），因为它需要角动量的损失或重新分布。对于刚性旋转WD的较低质量情况，M_WD=1.38-1.5 M_sun，自旋下降时间取决于WD的角动量损失的时间尺度。降转时间的差异可能产生“及时”和“迟缓”分量。我们还建议非常明亮的超超克拉塞卡质量超新星Ia诞生于低金属丰度环境。
2011-09-17 astro-ph.SR
Double-detonation sub-Chandrasekhar supernovae: can minimum helium shell masses detonate the core?
亚克拉塞卡质量的白矮星通过双爆轰方案的爆炸是Ia型超新星的一个潜在解释。在这种情况下，氦层中的表面爆炸引发下面的碳/氧核心中的爆炸，导致爆炸。对于一个给定的核心质量，一个下限已被确定在氦闪光，这是一个必要的先决条件，爆炸的动态燃烧所需的氦壳的质量。对于一个范围内的核心和相应的最小氦壳质量，我们调查是否假设的表面氦爆炸是能够触发随后的爆炸，即使在这种限制的情况下，在核心。我们进行了流体动力学模拟的共同扩大欧拉网格在两个维度假设旋转对称。爆炸传播使用水平集方法和一个简化的核反应方案，已校准了一个大型的核网络。相同的网络用于在后处理步骤中确定详细的核合成丰度。基于文献中的近似爆轰引发准则，我们发现所有模拟模型都触发了次级核爆轰，核质量从0.810到1.385 M_solar，相应的壳质量从0.126到0.0035 M_solar。这意味着，一旦爆炸在覆盖碳/氧白矮星的氦壳中触发，随后的核心爆炸几乎是不可避免的。
2010-10-22 astro-ph.SR
GRMHD formulation of highly super-Chandrasekhar magnetized white dwarfs: stable configurations of non-spherical white dwarfs
磁化的超级白矮星白矮星的话题是引人注目的，特别是在过去的几年里，自从我们提出它们的存在。通过全尺度的广义相对论磁流体动力学（GRMHD）数值分析，我们证实了存在稳定的、高磁化的、显著超对称的白矮星，其质量大于3个太阳质量。虽然极向场的几何形状使白矮星成为扁圆形，但环形场使它们保持整体准球形，正如我们早期工作中所推测的那样。这些白矮星被认为是超亮Ia型超新星的祖先。
2015-05-11 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
The nebular spectrum of the type Ia supernova 2003hv: evidence for a non-standard event
用计算超新星星云辐射的代码分析了不发光的Ia型超新星2003 hv的光学和近红外晚期光谱。基于经典爆炸模型W7的合成光谱不能再现大的\FeIII / \FeII \比值和爆炸后$\sim 1$年的低红外通量，尽管SN\，2003 hv的光谱对于光度介于正常和亚亮之间的超新星（SN\，1991 bg-like）来说是相当好地再现的。一个可能的解决方案是超新星喷出物（$v \lsim 8000$ \，\kms）的内层包含的质量比经典爆炸模型（如W7）预测的要少。如果该内部区域包含材料的$\sim 0.5 \Msun$，而不是在单简并方案中开发的Ekrasekhar-质量模型中的$\sim 0.9 \Msun$，则低密度抑制复合，有利于在光学中观察到的大\FeIII / \FeII比，并降低主导IR光谱的\FeII线中的通量。最有可能的情况可能是一颗质量低于100000的白矮星爆炸。另外，两颗白矮星的剧烈/动力学合并，其合并质量超过了克拉塞卡极限，也显示了内部密度的降低。
2011-05-06 astro-ph.SR
Fourteen Months of Observations of the Possible Super-Chandrasekhar Mass Type Ia Supernova 2009dc
本文介绍和分析了一颗极其明亮、演化缓慢的Ia型超新星（SN Ia）2009 dc的光度学和光谱，并提供了它是一颗超克拉塞卡质量（SC）的SN Ia，因而具有SC白矮星（WD）祖先的证据。SN 2007 if是一个类似的天体，它的光谱也被显示出来。SN 2009 dc的光变曲线是SN Ia观测到的最慢的光变曲线之一，上升时间约为23天，Δ m_15（B）= 0.72 mag.我们计算出峰值辐射热光度的下限约为2.4e43 erg/s，尽管实际值可能大了近40%。SN 2009 dc和SN 2007 if在接近最大亮度时获得的光谱表现出很强的C II特征（表明有大量的未燃烧物质），最大亮度后的光谱主要由铁族元素组成。我们所有的SN 2009 dc和SN 2007 if的光谱也显示出低膨胀速度。然而，我们在SN 2009 dc中没有看到像SN 2007 if那样在最大亮度附近出现速度“平台”的强有力证据（Scalzo et al. 2010）。SN 2009 dc的高光度和低膨胀速度使我们得出WD的前身质量可能超过2 M_Sun，Ni-56的质量约为1.4-1.7 M_Sun。我们认为SN 2009 dc的宿主星系在相对较近的过去经历了与邻近星系的引力相互作用。这可能导致了恒星形成的突然爆发，这可能产生了SN 2009 dc的SC WD祖先，并可能将邻近的星系变成了“后星暴星系”。“没有…
2010-07-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
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
A perturbation study of axisymmetric strongly magnetic degenerate stars : the case of super-Chandrasekhar white dwarfs
在强磁场的存在下，恒星的平衡位形在洛伦兹力的辅助下，可以支撑比非磁性位形更大的质量。这被认为是一种可能的解释，超拉塞卡质量的白矮星会产生过亮的Ia型超新星。我们在这里提出的线性和非线性微扰研究这种强magetised配置和极向或环向场的轴对称配置是不稳定的。扰动的数值演化在大约一个阿尔文穿越时间后显示出不稳定性。这个时间尺度对于磁支撑的超拉塞卡质量的白矮星来说非常短。绕对称轴的均匀旋转可以降低增长率，但不能稳定超大质量组态。由此得出结论：自然界中不可能存在由磁场支持的长寿命的超巨拉塞卡质量白矮星。
2017-09-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
