Triple evolution: an important channel in the formation of type Ia supernovae
本研究针对双星系统Ia型超新星形成速率不足的问题，利用MSE代码研究三体系统的超新星形成，发现三体通道的贡献与孤立双星通道相当，是Ia型超新星形成的重要途径。
2023-03-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
Supernovae Producing Unbound Binaries and Triples
恒星死亡时处于双星或三双星状态的恒星比例以及超新星爆发后幸存的恒星比例是演化模型和引力波源群预测的关键约束条件。这些分数也可以直接通过观测来确定。在这里，我们搜索10个超新星遗迹（SNR）包含未绑定的二进制或三重使用盖亚EDR 3和新的统计方法和测试假阳性的自行车的紧凑的对象。我们确认了G180.0-01.7中的一个已知的未绑定二进制文件HD 37424，并且没有发现其他例子。结合我们之前对绑定和未绑定二进制文件的搜索，并假设没有偏向于寻找相互作用的二进制文件，我们发现72.0%的（52.2%-86.4%，90%置信度）的SN产生中子星在爆炸时不是双星，13.9%（5.4%-27.2%）的程序生成绑定二进制文件，12.5%（2.8%-31.3%）的程序生成未绑定二进制文件。有一个强烈的偏见，有利于发现相互作用的二进制文件，中位数移动到76.0%的死亡时不是二进制文件，9.5%离开绑定和13.2%离开未绑定的二进制文件。爆炸不会留下双星，<18.9% can be fully unbound triples. These limits are conservatively for M>5 Msun恒星，尽管单个系统的质量限制明显更强。PSR J 0538 +2817的前身在诞生时可能是一颗13- 19 Msun的恒星，而在爆炸时可能是一颗洛希有限的、部分剥离的恒星，它将质量转移到HD…
2021-07-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Head-on collisions of white dwarfs in triple systems could explain type Ia supernova
Ia型超新星（SNe Ia），即碳氧白矮星（CO-WD）的热核爆炸，是目前最好的宇宙学“标准烛光”，但爆炸的触发机制尚不清楚。最近的研究表明，在三重系统中，典型的场CO-WD的迎头碰撞率可能与SNe Ia的碰撞率相当。在这里，我们提供的证据支持的情况下，大多数的超新星Ia是这种正面碰撞的CO-WD的结果。在这种情况下，核爆炸是由于一个很好理解的冲击点火，缺乏通常引入的自由参数，如爆燃速度或过渡到爆炸的标准。通过使用二维流体动力学模拟与一个完全解决的点火过程中，我们表明，零影响参数碰撞的典型的CO-WD与质量$0.5-1\,M_{\odot}$的结果在爆炸合成$^{56}$镍质量范围内的$\sim0.1-1\,M_{\odot}$，跨越广泛的分布观察到的产量为大多数的SNe Ia。所有的碰撞模型产生相同的后期时间（$>60$天爆炸后）的热辐射光变曲线时，规范化的$^{56}$镍质量（优于$30\%$），与观察一致。计算的$^{56}$ Ni质量加权视线速度分布的宽度与计算的$^{56}$ Ni产额相关，与观察到的相关性一致。强烈的相关性，这里首次显示，之间的$^{56}$镍产量和碰撞CO-WD的总质量（不敏感的质量比），是暗示作为观察到的SN Ia功能的连续分布的来源，可能包括飞利浦关系。
2013-11-19 astro-ph.HE astro-ph.SR
Dynamical formation & scattering of hierarchical triples: Cross sections, Kozai-Lidov oscillations, and collisions
双星和恒星、行星和致密天体的三重系统的动力学散射可能会产生高度倾斜的三重系统，受到Kozai-Lidov（KL）振荡的影响，可能导致碰撞、合并、Ia型超新星和其他现象。我们提出了超过400万万的引力散射实验的二元，三元单，三元二进制散射的结果。我们计算所有可能的结果的截面，并探讨它们对入射速度，质量，半长轴和偏心率的依赖关系，包括分析拟合和速度依赖性的讨论。对于生产新的三重系统的散射，我们发现，紧凑的三重是首选的，与外部到内部的半长轴的比率~几-100，平坦或准热偏心率分布，和平坦的分布在余弦的相互倾斜。因此，动态形成的三重态会受到强烈的KL振荡、“偏心Kozai机制”和非长期效应的影响。对于单颗和双星与三颗系统的飞越相遇，我们计算了相互倾角、偏心率和半长轴比变化的累积截面。我们将这些结果应用于散射事件的领域，疏散星团，和球状星团，并探讨了Ia型超新星通过碰撞和合并，恒星碰撞的影响，以及经历KL振荡的三重系统的寿命和动力学隔离。附录提供了一个分析的速度依赖性的碰撞截面在二进制单散射。
2015-12-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Dynamics of Quadruple Systems Composed of Two Binaries: Stars, White Dwarfs, and Implications for Ia Supernovae
[摘要]我们研究了由两个四极和八极双星组成的四重系统在扰动哈密顿量下的长期动力学和Lidov-Kozai（LK）偏心率振荡。我们发现，在更广泛的参数空间范围内，相对于三重系统，系统达到高偏心率的分数得到增强。我们表明，这部分增长随着时间的推移，不像三重系统在四极顺序。这从根本上是因为它们的额外的自由度，四极系统没有一个最大的一组运动的交换常数，即使在四极阶的长期理论。我们讨论这些结果的背景下，恒星和白矮星-白矮星（WD）的双星，重点是WD WD合并和碰撞有关的Ia型超新星的问题。对于恒星-恒星系统，我们发现超过30%的系统在哈勃时间内达到高偏心率，可能通过恒星合并或近距离双星形成三重系统。对于WD-WD系统，考虑到广义相对论和潮汐的岁差和耗散，我们表明，合并率在四重系统中相对于三重系统增强了3.5 - 10倍，并且四重系统的长期演化导致合并和碰撞的延迟时间分布~1/t。在GW驱动的合并紧凑的对象，我们分类的合并，其在相空间中的演化模式，并确定了一个制度，在约8%的轨道收缩合并，偏心振荡发生在广义相对论进动时标，而不是更长的LK时标。最后，我们推广以前的治疗振荡的内二进制偏心偏心的相互轨道。我们评估的合并率在四重和三重系统和它们的生存能力的影响，恒星合并和超新星Ia的祖先。
2018-02-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
IK Pegasi and the Double-merger Path to Type Ia Supernovae
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）；Max-Planck-Institut für Astronomie (MPIA)（马克斯·普朗克天文学研究所）
IK佩加西型系统通过双合并路径揭示II型Ia超新星的中间阶段，利用s过程富集识别白矮星的形成机制。
2026-02-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Collisions of white dwarfs as a new progenitor channel for type Ia supernovae
我们提出了一个系统的数值研究结果的替代祖方案，以产生Ia型超新星爆炸，这是不限于CO白矮星的点火附近的Sirrasekhar质量。在这种情况下，两颗白矮星碰撞引发的热核爆炸。一致的建模的气体动力学连同核反应使用平滑粒子和基于网格的流体动力学代码进行研究的可行性，这种替代祖通道。我们发现冲击波触发的点火和Ni的合成实际上是中等质量白矮星对近距离碰撞的自然结果，我们使用多维辐射转移程序计算了这些事件的出射宽带光变曲线和光谱时间序列。合成光谱和光变曲线比较以及与正常Ia型超新星在类似的B波段下降率，并大致符合菲利普斯关系，虽然观察到由于不对称的喷射碎片的视角有轻微的依赖性。虽然银河系中心和球状星团内的事件发生率被发现太低，无法解释Ia型超新星的大部分人口，但它们可能足够频繁，可以对整体发生率做出高达1%的贡献。尽管这些速率估计仍然存在很大的不确定性，但它们确实表明，致密的恒星系统应该为即将到来的超新星调查提供每年数百次此类碰撞引起的热核爆炸。
2009-10-01 astro-ph.HE
High $γ$-ray escape time in 2003fg-like supernovae: A challenge to proposed models
针对2003fg型超亮Ia型超新星，研究测算其$\gamma$射线逃逸时间与$^{56}$Ni质量，发现其特征与普通Ia型超新星有显著差异，现有双白矮星并合、单星超钱德拉塞卡极限模型均无法解释，大质量白矮星正面碰撞模型初步符合观测。
2024-07-10 astro-ph.HE
Probing the Progenitors of Type Ia Supernovae using Circumstellar Material Interaction Signatures
这项工作的目的是研究Ia型超新星祖先的不同探测器，这些探测器被认为与星周物质（CSM）的存在有关。特别是，我们已经调查，第一次，狭窄的蓝移NaID吸收曲线和广泛的高速CaII近红外三重吸收功能的存在和强度之间的联系在Ia型超新星周围的最大光。随着探测器探索超新星的不同距离; NaID > 10 $^{17}$ cm，高速CaII特征< 10 $^{15}$ cm。为此，我们使用了15颗Ia型超新星的新的中等分辨率X射线光谱样本。我们没有确定这两个探针之间的联系，这意味着，一个（或两个）是不物理相关的CSM的存在或CSM的发生在探测的距离由一个探针是不链接到它的存在，在探测的距离由其他。然而，先前确定的统计过剩的蓝移（超过红移）的NaID吸收的存在下，在这个样本中得到证实，在高的意义，并发现在晚型星系的Ia型超新星托管更强。这种过量很难解释为来自星际介质的起源，正如最近的一些模型所建议的那样，因为这样的起源预计不会显示出蓝移吸收的偏差。然而，这些功能的拱星起源也似乎不令人满意的基础上，我们的新结果，由于缺乏联系的两个探测器的CSM调查。
2021-07-19 astro-ph.HE
Type Ia Supernovae Can Arise from the Detonations of Both Stars in a Double Degenerate Binary
本研究通过二维模拟发现双简并双星中主星双爆炸可触发伴星爆炸形成三重/四重爆炸，其合成光变曲线和光谱与观测匹配，为Ia型超新星起源提供新可能。
2024-07-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
Fast Radio Bursts from White Dwarf Binary Mergers: Isolated and Triple-Induced Channels
California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Toronto（多伦多大学）；University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Northwestern University（西北大学）
研究通过模拟恒星群体发现三倍系统能产生更多并合通道，延长延迟时间分布，预测本地源率与观测一致，支持三倍系统是快速射电暴重要形成途径。
2026-03-23 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Comparison of Diversity of Type IIb Supernovae with Asymmetry in Cassiopeia A Using Light Echoes
我们比较了谱线速度的多样性，在一个大样本的IIb型超新星（SNe IIb）与预期的非球面性的爆炸，从仙后座A（Cas A），这是一个历史的银河系SN IIb光回波测量。我们重新回顾了Rest等人（2011 a）的结果，他们使用光回波从多条视线观察Cas A，从而确定其非球面性，如三条谱线（He I $λ$ 5876，H $α$和Ca II NIR三重谱线）的速度所示。我们通过再现文献中发现的几个河外SNe IIb光谱中的光回波效应以及Liu等人最近创建的平均SN IIb光谱来确认和改进这种测量。（2016），并将这些与观察到的Cas A光回波光谱进行比较，包括其相关的不确定性。为了量化这种比较的准确性，我们平滑的光回波光谱的Cas A使用高斯过程，并使用蒙特卡罗方法来测量光谱中的这三个功能的吸收速度。然后，我们测试的假设，在SNE IIb看到的喷出物速度的多样性可以解释的非球面。我们通过比较在不同的光回波中看到的速度范围来做到这一点，因此不同的视线，Cas A和SNe IIb人群中看到的速度。我们的结论是，这两个范围是相同的顺序，因此非球面性可能足以解释的多样性，在膨胀速度单独。
2016-09-21 astro-ph.HE
Double-Detonation Models for Type Ia Supernovae: Trigger of Detonation in Companion White Dwarfs and Signatures of Companions' Stripped-off Materials
利用高分辨率光滑粒子流体动力学（SPH）方法模拟Ia型超新星（SNe Ia），研究了具有不同伴白矮星（WD）的双简并（DD）系统中的双爆轰。我们发现，在某些DD系统中只有主WD爆炸，而在其他DD系统中，主WD的爆炸会引起伴随WD的爆炸。前一种情况是所谓的动态驱动双简并双爆轰（D $^6$）爆炸，或氦点燃的猛烈合并爆炸。主WD的超新星喷出物从伴星WD中剥离物质，伴星WD的质量为$\sim 10^{-3}M_\odot$。当伴随WD是具有He壳层$\lesssim 0.04M_\odot$的碳-氧（CO）WD时，剥离的材料包含碳和氧。由于它们对iPTF 14 atg的低速喷出物成分有贡献，因此D $^6$爆炸可能是亚发光超新星Ia的对应物。剥离的物质可能有助于在几个超新星Ia中看到的低速C。在后一种情况下，如果是He WDs，则伴随WDs通过He爆轰发生爆炸，如果是CO WDs，则通过双爆轰机制与He壳发生爆炸。我们根据爆炸次数将这些爆炸命名为“三重”和“四重”爆炸（TD/QD）。量子点爆炸可能是明亮的Ia型超新星的对应物，如SN 1991 T和SN 1999 aa，因为它们产生大量的$^{56}$ Ni，并且它们的He爆轰产物有助于伴随这种明亮的Ia型超新星的早期发射。另一方面，TD爆炸可能不会产生足够量的$^{56}$ Ni来解释发光的Ia超新星。
2019-09-26 astro-ph.HE
A rapidly fading star as a type II obscuring intermediate luminosity optical transient (ILOT) in a triple star system
我们提出了一个三星方案，其中两个前主序星低质量恒星的合并，<0.5Mo，Eclamate一个尘埃赤道流出，掩盖和暂时导致一个大质量恒星，> 8 Mo的消失。低质量内双星的合并产生了微弱的爆发，即，一个微弱的中间光度光学瞬变（OPT），但它的主要影响可以持续几十年，是（几乎）消失的三重系统的发光大质量恒星。三重星系的典型轨道周期大约为一年。合并过程的进行是两颗低质量的前主序星中质量较大的恒星开始将质量转移到三重系统中质量最小的恒星，并因此膨胀。这种在三星系统中的“II型遮蔽的BMT”场景可能解释了大质量后主序星M101-OC 1的衰落，重新变亮，然后再衰落。它可能在20-100年内恢复。我们的研究加强了这样一种说法，即有其他方案可以解释大质量恒星（几乎）消失的原因，消除了对失败超新星的需要。在这些情况下，消失是暂时的，几个月到几十年，因此在稍后的时间，大质量恒星爆炸为核心坍缩超新星，即使它形成一个黑洞。
2022-06-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
Exploring the spectral diversity of low-redshift Type Ia supernovae using the Palomar Transient Factory
我们对Palomar瞬变工厂发现的264颗低红移（z < 0.2）Ia型超新星（SNe Ia）的光谱进行了研究。我们专注于速度和伪等效宽度测量的Si II 4130，5972和6355 A线，以及那些钙II近红外（NIR）三重态，最多+5天相对于SN B波段最大光。我们发现，需要一个高速的Ca II NIR三重态的组成部分来解释在-5天前观测到的Ia超新星的~ 95%的光谱，最大减少到~ 80%。Ca II高速分量的平均速度比光球分量高约8500 km/s。我们证实了以前的结果，SNE Ia周围的最大光与较大的贡献，从高速组件相对于光球组件在其钙II近红外功能，平均而言，更广泛的光变曲线和较低的钙II近红外光球速度。我们发现，这些关系是由一个更强的高速组件和一个较弱的贡献，从光球钙II近红外组件在更广泛的光变曲线SNe Ia。我们在非常早期的超新星Ia光谱（-10天之前）中发现了C II的存在，发现在这些阶段观察到的超新星Ia中有> 40%的光谱显示出未燃烧的物质，并且C II特征更可能在具有较窄光变曲线的超新星Ia中发现。
2014-08-06 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
The Head-on Collision of a Neutron Star with a White Dwarf
Institute for Frontier in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University（北京师范大学前沿天文与天体物理研究所）；Department of Astronomy, Beijing Normal University（北京师范大学天文系）
研究中子星与不同类型的白矮星碰撞，探讨热核爆炸条件及TZlO形成可能性。
2025-12-09 astro-ph.HE
Temperature-resolved sensitivities of $^{56}{\rm Ni}$ production to helium-burning reactions in pair-instability supernovae
The University of Tokyo（东京大学）；RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science, RIKEN（理化学研究所加速器科学研究中心）；Kogakuin University（工学馆大学）；Center for Nuclear Study, The University of Tokyo（东京大学核研究分中心）；Astrophysical Big-Bang Laboratory, Pioneering Research Institute, RIKEN（理化学研究所先驱研究院天体大爆炸实验室）；Yukawa Institute for Theoretical Physics (YITP), Kyoto University（京都大学汤川理论物理研究所）
通过温度分辨蒙特卡罗方法，研究不稳定对超新星中低能氦燃烧反应速率对 $^{56}{\rm Ni}$ 合成的影响，发现 $^{12}{\rm C}(\alpha,\gamma)^{16}{\rm O}$ 和 triple-$\alpha$ 反应在 $T \simeq 2.5 \times 10^{8}\,{\rm K}$ 处灵敏度最强但相关性相反。
2026-09-16 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
The rate of WD-WD head-on collisions may be as high as the SNe Ia rate
研究表明，当半长轴a=1-300 AU的白矮星-白矮星（WD-WD）双星被一个近心r_{p, out} \sim 3-10 x a的恒星质量外摄动所环绕时，在~5 Gyr内有百分之几的机会发生迎头碰撞。这样一个扰动器足够远，可以让三重系统在数百万个轨道上保持完整，同时有效地与WD-WD双星交换角动量。在约5%的初始取向中，内轨道有效地扫描零角动量区域中的（等能量）相空间。在这些系统中，随着运行轨道数（N）的增加，双星系统的近心点逐渐接近r_p ~ a/2N。在N~10^5（a/30 AU）轨道内，可能发生碰撞。这是通过执行\simten千三体积分，并解释了简单的分析参数。碰撞被保守地限制为“干净”碰撞，其中碰撞前的所有通道都大于4R_WD=4x10^9cm。特别地，在最后一个单轨道内，近心从r_p>4R_WD变为r_p<2R_WD的碰撞值。在这些情况下，潮汐变形和广义相对论（GR）修正的影响可以忽略不计。WD以>3000 km/s的高速相互接近，碰撞可能引爆WD，导致Ia型SNe。如果WD的显著部分驻留在这样的三元组中，则这样的冲突的速率与Ia型SNe速率一样高，并且有可能一些或所有Ia型SNe以这种方式发生。这样的SNe有一个独特的引力波特征，这将允许在未来进行决定性的识别。
2012-11-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Type Ib/c Supernovae with and without Gamma-Ray Bursts
虽然长伽马射线暴（GRB）和来自剥离恒星的Ib/c型超新星（SNe Ib/c）之间的联系已经得到了很好的建立，但一个关键的悬而未决的问题是什么条件和因素导致大质量剥离恒星中的每种爆炸。一个有希望的攻击路线是调查是什么将具有GRB的SNe Ib/c与不具有GRB的SNe Ib/c区分开来。在这里，我简要介绍了两个观测研究，探测SN属性和环境金属丰度的SNe Ib/c（特别是广泛的SNe Ic）与和没有GRB。我提出了一个分析的基础上公布的光谱和均匀的光谱CfA数据集的70 SNe的类型IIb，Ib，Ic和Ic-BL，这三倍的世界供应良好的观察剥离SNe的膨胀速度。此外，我证明了三个已发表的SN Ib/C金属丰度数据集的荟萃分析，当只包括在SN位置探测出生氧丰度的值时，表明在非常高的意义，确实SNe Ic爆发从更多的金属丰富的环境比SNe Ib，而SNe Ic-BL与GRB仍然喜欢，平均而言，比那些没有GRB的金属贫乏的网站。
2012-05-10 astro-ph.CO astro-ph.HE
Return of the TEDI: revisiting the Triple Evolution Dynamical Instability channel in triple stars
三星系统表现出一种被称为三重演化动力学不稳定性（TEDI）的现象，其中演化中的三重星系的质量损失引发短期动力学不稳定性，可能导致恒星碰撞，交换和喷射。先前的工作表明，TEDI是银河系中恒星迎头碰撞的重要途径，大大超过了球状星团中随机碰撞的碰撞率。在这里，我们重新审视TEDI的进化途径，使用国家的最先进的人口合成方法，自洽地考虑到恒星演化和二元相互作用，以及引力动力学和扰动通过恒星在该领域。我们发现银河系TEDI引起的碰撞率的顺序为1 e-4/年，与以前的研究是基于更简化的方法。大多数TEDI引起的碰撞涉及主序星，可能产生蓝色离散星。碰撞也有可能涉及更演化的恒星，可能产生偏心的后共包络系统，以及白矮星碰撞导致Ia型超新星（尽管后者对银河系速率的贡献可以忽略不计）。在我们的模拟中，TEDI不仅是由绝热风质量损失触发的，也是由内双星中的洛希瓣溢出触发的：当施主星的质量小于吸积星时，内双星轨道变宽，触发三重动力学不稳定性。我们发现，碰撞率增加了约17%时，飞在外地考虑。除了碰撞，我们发现TEDI产生~ 1 e-4/yr的未束缚恒星，尽管没有逃逸速度超过1 e3 km/s。
2021-12-02 astro-ph.HE astro-ph.SR
The Oxygen Features in Type Ia Supernovae and the Implications for the Nature of Thermonuclear Explosions
O I 7773吸收特征是Ia型超新星（SNe~Ia）的一个重要光谱指标，可用于追踪爆炸中的白矮星外层未燃烧物质。在这项工作中，我们使用大样本的SNe~Ia来检查这种吸收在早期阶段（即，-13天<t <-7天），并与Si~ Ⅱ 6355和Ca~ Ⅱ近红外三重态的吸收特征进行了比较。我们表明，对于一个子群的光谱正常SNe正常光球速度（即，vsi <12，500 km s^{-1}），O~I的高速特征线强度与Si~II（或Ca~II）的高速特征线强度呈负相关，并且与Ia超新星的光度也呈负相关。这一发现以及我们在O~ IHVF中发现的其他特征表明，对于这一SNe~Ia亚群，爆炸性氧燃烧发生在超新星的最外层，燃烧的差异可能导致观测到的多样性，这与流行的延迟爆轰模型的Ekrasekhar质量WD非常一致。
2016-05-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
High-velocity feature as the indicator of the stellar population of Type Ia supernovae
虽然Ia型超新星（SNe Ia）在许多天体物理学领域非常有用，但它们的确切性质仍然不清楚，例如祖星和爆炸模型。超新星Ia光谱中的高速特征（HVF）可以提供一些有意义的信息来限制超新星Ia的性质。在这里，我展示了强有力的证据表明，SNe Ia与强大的CaII红外三重（CaII IR3）HVF附近的最大亮度与相对年轻的人口比那些弱CaII IR3 HVF，例如，SNe Ia与强大的CaII IR3 HVF往往发生在晚型星系，或早期型星系有显着的恒星形成。此外，使用像素统计，我发现，SNe Ia与强最大光CaII IR3 HVF显示出更高程度的关联与恒星形成指数，例如${\rm H}α$或近紫外线发射，比那些与弱CaII IR3 HVF。此外，我发现，CaIIIR3 HVF的强度是线性依赖于CaIIIR3和SiIII635.5 nm吸收线之间的吸收加权速度的差异，然后这是一个很好的指标，诊断是否有一个高速分量的CaIIIR3的吸收功能在SNe Ia的光谱。最后，我讨论了HVFs的起源和我们发现的Ia型超新星祖先模型的限制。
2019-10-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
Double neutron star mergers from hierarchical triple-star systems
合并中子星（NS）的孤立双星演化模型涉及的过程，如质量转移，共同的包络演化，和出生踢，所有这些都是知之甚少。此外，预测的NS-NS合并率通常低于从LIGO GW 170817事件推断的比率。在这里，我们调查合并率的NS和黑洞（BH）-NS双星在分层三星系统。在这样的系统中，第三星系可以引起内双星的Lidov-Kozai（LK）振荡，加速其合并，并可能提高紧凑物体的合并率。然而，由于致密天体起源于大质量恒星，因此也应该考虑到先前的演化。特别是出生踢，可以在通过LK进化影响内部双星之前，通过解除第三系的束缚来显著降低速率。我们进行了大量的三重考虑到恒星演化从主序列，长期和潮汐演化，以及超新星的影响的模拟。对于大的NS出生反冲（σ_k = 265 km/s），我们发现三重NS-NS合并速率（几百Gpc^{-3} yr^{-1}）比二重速率低2-3倍，但对于无反冲（σ_k = 0 km/s），三重速率（几千Gpc^{-3} yr^{-1}）与二重速率相当。我们的研究结果表明，一个显着的部分NS-NS合并可能来自三重，如果一个相当大的一部分NS人口出生与低反冲速度，如其他工作所示。然而，不确定性和开放的问题仍然存在，因为我们的简化假设的动力学解耦后，内部的二元相互作用已经触发。
2019-08-12 astro-ph.HE astro-ph.SR
Formation of Black Hole Low-Mass X-ray Binaries in Hierarchical Triple Systems
黑洞（BH）低质量X射线双星（LMXB）的形成是一个理论上的挑战，因为低质量的伴星预计不会在与BH祖先的共同包络情景中生存下来。在这里，我们提出了一个形成机制，跳过共同信封的情况下，依赖于三体动力学。我们研究了等级三元组的演化，长期动力学演化的八极水平的近似，包括广义相对论，潮汐效应和后主序星的演化，如质量损失，恒星半径的变化和超新星。在三重系统的动力学演化过程中，“偏心Kozai-Lidov”机制可以在LMXB祖体中引起大的偏心激发，导致三个主要的BH-LMXB形成通道。在这里，我们将BH-LMXB候选者定义为内部BH伴星超过其罗氏极限的系统。在“偏心”通道（约81%的LMXBs在我们的模拟），捐助者的恒星越过罗氏极限在极端偏心率激发，而仍然在一个广泛的轨道。第二，我们发现了一个“巨大的”LMXB通道（~ 11%），在那里系统只经历了适度的离心率激发，但供体星填充其罗氏瓣后，朝着巨大的分支发展。第三，我们确定了一个“经典”通道（~8%），在那里潮汐力和磁制动收缩和循环轨道到短周期，触发质量转移。最后，对于巨型通道，我们预测一个偏心的（$\sim 0.3-0.6$），最好是倾斜（~40，~140度）的第三，通常在足够宽的轨道（~ 10^4 AU）上，在三重演化的后期可能会变得不受约束。
2015-10-07 astro-ph.HE astro-ph.SR
Black hole-neutron star mergers from triples
黑洞（BH）和中子星（NS）双星的合并有望在未来几年内被引力波观测到。到目前为止，LIGO只对这一合并率设定了上限。BH-NS双星预计会在孤立的情况下合并，因为它们的形成在星团中受到质量分离和星团核心中BH的强烈加热的抑制。BH-NS合并的另一个可行方案是三重系统。在本文中，我们进行了系统的统计研究的三重组成的内部BH-NS二进制的动力学演化的高精度$N$体模拟，包括后牛顿（PN）项高达2.5 PN阶。我们从主序星出发，模拟了导致黑洞和超新星形成的超新星事件。我们采用不同的处方的出生速度踢在SN过程中给予，并说明大踢导致更紧凑和大规模的三重合并在较短的时间尺度。我们还表明，BH-NS合并在三重有一个显着的偏心率在LIGO波段，通常远大于BH-NS合并在孤立的二进制文件。最后，我们估计了非零速度踢的$Γ_\mathrm{BH-NS}\approx 1.0\times 10^{-3}-3.5\times 10^{-2} \ \mathrm{Gpc}^{-3}\ \mathrm{yr}^{-1}$率和非零速度踢的$Γ_\mathrm{BH-NS}=19 \ \mathrm{Gpc}^{-3}\ \mathrm{yr}^{-1}$率。我们的速率估计与孤立双星中预期的BH-NS速率重叠，并且在LIGO上限内。
2019-04-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
Exploring the shell model of high-velocity features of Type Ia supernovae using TARDIS
本文通过对超新星与致密壳层相互作用的流体动力学模型的合成光谱，探讨了Ia型超新星高速特征的可能性质。我们使用TARDIS计算光谱，并将模型光谱与SN~ 2011 fe在爆炸后2，5和9天的数据进行比较。我们将丰度模型应用于由氢，氦或碳-氧基质组成的壳层，其中金属的整体太阳丰度和钙丰度的耗尽或增强。我们改变钙的丰度在壳和喷出物的钙近红外三重态的光球和高速组件上的效果进行研究。基质不会在光谱上留下印记，但氦基质因要求过多的钙丰度而不受欢迎。我们发现，我们可以近似地再现混合的高速和光球速度功能在2和5天。9天的光谱显示了一个明显的高速组成部分的线。我们无法在现有型号中重现此特定功能。我们还探讨了氦壳双爆轰模型，发现他们往往没有高速功能或过于强大的功能。一个非常仔细选择的氦壳层质量可能会合理地再现所观察到的钙特征。我们讨论了我们的模型的高速功能的性质和它们的意义的演化和超新星~Ia爆发的影响。
2019-01-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
An asymmetric explosion mechanism may explain the diversity of Si II line widths in Type Ia supernovae
在接近最大亮度时，Ia型超新星（SNe Ia）的光谱呈现出硅II的典型吸收特征，大约在6100埃和5750埃处观测到。这些特征的伪等效宽度（pEWs）的2-D分布是用于分类Ia超新星光谱（分支图）的有用工具。比较观测到的分布SNe的分支图的模拟爆炸模型的结果，我们发现，1-D模型未能涵盖大部分的分布。相比之下，我们发现，TARDIS辐射转移模拟的WD迎面碰撞模型沿不同的视线几乎完全覆盖的分布。我们使用几种简化的方法来解释这个结果。我们进行数量级分析和模型的不透明度的Si线使用LTE和NLTE近似。引入一个简单的玩具模型的光谱特征的形成，我们表明，pEW是一个很好的示踪剂的吸收区域的喷出物的程度。使用合成SNe喷出物的辐射转移模拟，我们再现观察到的分支图分布通过改变SN的光度和Si密度分布的喷出物。我们推断，成功的碰撞模型覆盖的分支图是其不对称性的结果，这使得一个显着的范围内的Si密度分布沿不同的视角，不相关的范围内的$^{56}$镍产量，覆盖观测范围内的超新星Ia光度。我们使用我们的结果来解释分支图分布的形状和边界。
2020-08-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
Exploring the Polarization of Axially Symmetric Supernovae with Unsupervised Deep Learning
本文利用无监督深度学习（变分自编码器）分析900个蒙特卡洛模拟，通过Stokes I和q轮廓反演推断轴对称超新星（如SN 2017gax）的几何结构，并提出“共轭”几何概念。
2023-08-31 astro-ph.HE astro-ph.SR
Chaotic dynamics of wide triples induced by galactic tides: a novel channel for producing compact binaries, mergers, and collisions
最近的调查表明，宽（$>10^4$ AU）的二进制和三元组是丰富的领域。我们研究的长期演变的广泛层次的三重系统和银河潮汐（GT）领域所发挥的作用。我们发现，当长期冯Ziepel-Lidov-Kozai和GT振荡的时间尺度是可比的，三重演化变得混乱，导致极端的偏心率。因此，内部双星的近心点接近导致了强相互作用、合并和碰撞。我们使用一种新的长期演化代码来量化的关键参数，并进行了低，中等质量的宽轨道三元组的人口合成研究。我们发现，在低质量宽三重星系的$\sim9\%$中，内部的主序双星在$10\ \rm Gyr$内发生碰撞或潮汐螺旋，直接碰撞的可能性是$6$的$6$倍。对于中等质量样本，系统的$\sim7.6\%$以大致相等的概率合并或螺旋上升。我们讨论了不同的恒星合并/inspiral结果的相对分数作为其演化阶段的函数（主序列，MS;红巨星，RG;或白矮星，WD），其瞬态电磁签名和合并/inspiral的最终产品。特别是，导致Ia型超新星的WD-WD直接碰撞的速率与其他动力学通道相当，并且最多占观测速率的$0.1\%$。RG inspirals提供了一个新的渠道，形成偏心的共同包络演化双星。由于GT的催化合并/碰撞的三倍可以解释一个显着的分数，甚至绝大多数，蓝离散在现场，产生的前身为激变变量，并引起合并/碰撞的双RG二进制文件。
2022-03-11 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Modeling the signatures of interaction in Type II supernovae: UV emission, high-velocity features, broad-boxy profiles
由于质量损失是大质量恒星的一个基本现象，与星周物质（CSM）的相互作用在核心坍缩超新星（SNe）中应该是普遍的。撇开极端CSM密度，范围，或质量通常遇到的类型IIn SNe，我们调查了不同的长期辐射特征之间的相互作用的类型II SN喷出物和CSM对应的质量损失率高达10 $^{-3}$ $M_{\odot}$年$^{-1}$。由于这些CSM是相对纤细和光学薄的电子散射超过几个恒星半径，辐射流体动力学是不是必不可少的，人们可以直接处理的相互作用作为一个额外的电源在非局部热力学平衡辐射转移问题。自激波爆发以来积累的CSM在外部喷出物中形成致密壳，并导致谱线中的高速吸收特征，即使对于可忽略的激波功率。除了巴耳末线，这样的功能可能会出现在NaID，HeI线等较强的相互作用加强了连续通量（优先在紫外线），淬灭吸收的P-Cygni公司，提高镁II $λλ$ $2795,2802$双峰，并促进生产的一个广泛的boxy H $α$发射组件。外部喷射物中电离的上升可能会淬灭一些线（例如，CaII近红外三重态）。相互作用功率优先出现在UV中，特别是在稍后的时间，将光学颜色转变为蓝色，但适度增加光学光度。强热化和聚集似乎是使相互作用在光学上超发光所必需的。紫外线范围包含的基本签名，提供关键的限制，以推断质量损失的历史和内部运作的核心塌陷SN祖细胞死亡。
2022-04-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
Oxygen and calcium nebular emission line relationships in core-collapse supernovae and Ca-rich transients
这项工作研究了属性之间的关系[O I] $λλ$ 6300、6364、[Ca II] $λλ$ 7291、7323和Ca II近红外三重态的（通量比，半最大速度时的全宽），核心坍缩超新星（SNe）和富Ca瞬变的大样本发射线（86个瞬态的509个光谱，其中10个瞬态是富Ca事件）。线通量比作为时间的函数进行了研究，确定的瞬态类之间的差异，特别是II型SNe被发现有不同的线通量比相比，剥离包络（SE）SNe。没有发现之间的相关性[Ca II]/[O I]通量比的SE-SNe和它们的喷出物的质量和动能（从光曲线模型测量），这表明可能有一个贡献，从一个额外的电源在更明亮的SE-SNe。我们发现，[Ca II]发射线的平均特征宽度小于所有SN类型的[O I]发射线，这表明[Ca II]发射通常起源于喷出物中比[O I]更深的地方。这与II型SNe中排放的标准模型存在一定的张力。还将II型SNe的发射线特性与理论模型进行了比较，发现有利于较低质量的径迹（$M_\mathrm{ZAMS}$ $<$ 15 M $_{\odot}$），没有发现$^{56}$ Ni显著混合到H包层中或Ca混合到O壳层中的证据。一些超发光SNe的通量比被发现与SE-SNe的通量比相似，因为它们的上升时间较长（尽管我们注意样本量很小）。
2022-06-13 astro-ph.HE astro-ph.SR
On the rates of type Ia supernovae originating from white dwarf collisions in quadruple star systems
我们认为恒星等级四星系统的演化在2+2（两个双星轨道彼此的重心）和3+1（三重轨道的第四颗星）的配置。在我们的模拟中，我们考虑到长期的动力学演化，恒星演化，潮汐演化和遇到通过恒星的影响。我们主要研究由碳氧白矮星碰撞驱动的Ia型超新星。这样的碰撞可以从几个渠道产生：（1）碰撞由于长期演化引起的极高的偏心率，（2）碰撞后的系统的动力学不稳定性，和（3）碰撞驱动的半分子演化。这里考虑的系统最初有广泛的内轨道，与初始semilatus recti大于12 AU，这意味着没有相互作用，如果轨道是孤立的。然而，考虑到动力学演化，我们发现2+2（3+1）系统的$\approx 0.4$（$\approx 0.6$）相互作用。特别是，罗氏瓣溢出可能被触发在高偏心轨道，动力学不稳定性可以随之而来，由于质量损失驱动的轨道膨胀或长期的演变，或半分子制度可以进入。我们计算的延迟时间分布（DTDs）的碰撞引起的超新星Ia，并发现它们是平坦的观察到的DTDs相比。此外，我们的2+2和3+1系统的组合SNe Ia率分别为$(3.7\pm0.7) \times 10^{-6} \,\mathrm{M}_\odot^{-1}$和$(1.3\pm0.2) \times 10^{-6} \,\mathrm{M}_\odot^{-1}$，与观察到的率相比低三个数量级，为$10^{-3} \, \mathrm{M}_\od…
2018-04-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
All known Type Ia supernovae models fail to reproduce the observed bolometric luminosity-width correlation
本研究针对Ia型超新星爆炸机制争议，提出用爆炸后30天热光度与峰值光度比作为宽度指标，发现所有已知Ia型超新星模型均无法复现观测到的热光度-宽度相关性，为模型改进提供了观测约束。
2025-06-16 astro-ph.HE astro-ph.SR
High-Velocity Features of Calcium and Silicon in the Spectra of Type Ia Supernovae
“高速特征”（High-velocity features，HVF）是Ia型超新星（SNe Ia）的光谱特征，它们的最小值表明速度比典型的“光球速度特征”（photosphere velocity features，PVF）高出约6000 km/s。PVF是具有指示典型光球的最小值的吸收特征（即，大量喷出物）速度（通常约为9000- 15000 km/s，接近B波段最大亮度）。在这项工作中，我们进行了有史以来最深入的研究HVFs。本文使用的数据集包括445个低分辨率光学和近红外（NIR）光谱（在最大亮度过去5 d的时期）的210个低红移超新星Ia，遵循“菲利普斯关系”。“一系列高斯函数与数据拟合，以确定Ca II H&K，Si II λ6355和Ca II NIR三重态的可能HVF。的PVFs和HVFs的这三个光谱特征的速度和强度的时间演化的影响，可能与其他超新星Ia观测的相关性。我们发现，虽然Ca II的HVFs经常被观察到（除了在暗超新星Ia中，它们从未被发现），但Si II λ6355的HVFs非常罕见，它们往往存在于最早的时期，并且大多存在于具有大光球速度的物体中。它还表明，更强的HVFs的Si II λ6355中发现的对象，缺乏C II吸收在早期的时间，并有红色的紫外线/光学颜色接近最大亮度。这些结果导致了Si II λ6355的HVFs的存在和强度与许多其他相互关联的S…
2015-04-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
Fast and furious -- High-velocity features of Ca and Si in the spectra of Type Ia supernovae
HUN-REN CSFK Konkoly Observatory（匈牙利科学院研究中心孔科利天文台）；ELTE Eötvös Loránd University（厄特沃什·罗兰大学）；University of Szeged（塞格德大学）；University of Texas at Austin（得克萨斯大学奥斯汀分校）
本研究通过181条光谱分析56个Ia型超新星的高速特征，发现其速度、强度与衰退率等观测性质相关，并指出双爆轰模型最有前景，但其他模型仍不可排除。
2026-09-30 astro-ph.HE astro-ph.SR
Using LSST late-time photometry to constrain Type Ibc supernovae and their progenitors
在它的生命周期中，Vera C. Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time（LSST）将监测数百万颗超新星（SNe）从爆炸到被遗忘的过程，从而获得关于其后期演化的前所未有的丑陋光度数据集。在这里，我们表明，Ibc型SNe的光度演化可以用来限制其喷出物的许多属性，而不需要昂贵的光谱观测。使用辐射传输模拟不同初始质量的氦星祖先的爆炸，我们表明，g-波段过滤器主要遵循的Fe II发射的强度，r-波段[OI]6300- 6364 A和[NII]6548- 6583 A，i-波段[CaII]7291，7323 A，和z-波段的CaII NIR三重态，因此提供了核合成产量的信息。缺乏关于较弱的线的信息，例如，可以用来限制结块。然而，通过与物理上一致的3D爆炸模型建立更紧密的联系，并通过合理选择一组小得多的光谱观测，提高辐射传输模拟的物理真实性，这一缺陷最终可能会得到解决。SN辐射固有的简并性将影响光度测量的解释，但来自星云相位光谱的线通量也同样受到影响。重要的是，我们的Ibc型SN模型“家族”在颜色-颜色星等图中遵循一个独特的轨迹，因为喷出物从100到450 d演化，允许人们解开不同的祖先或爆炸。这种光度测量方法提供了一种很有前途的方法来研究SNe Ibc的统计样本，并将其与不断改进的祖先和爆炸模型相对抗，以捕获与拱星材料的后期相互作用…
2022-09-27 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Reconciling 56Ni Production in Type Ia Supernovae with Double Degenerate Scenarios
由引力波或三重系统碰撞驱动的白矮星并合是Ia型超新星的潜在祖先。我们结合56 Ni的分布推断从观测的超新星Ia与亚克拉塞卡爆炸模型和直接碰撞计算的结果，以估计什么质量的WD应该在每种情况下爆炸重现的意见。这些WD的质量分布，然后与观测到的银河系WD的质量分布和蒙特卡罗模拟的WD-WD二进制人口进行比较。对于碰撞，我们发现WD-WD双星的单个组分的平均质量必须在~0.75Msun处达到峰值，显著高于双星或~0.55-0.60Msun的平均WD质量。因此，如果碰撞产生了大部分的Ia超新星，那么一定存在一种有利于大质量WD的机制。另一方面，在一个古老的恒星星族中，碰撞会自然地导致一类低光度的Ia超新星，我们认为这可能与1991年的bg事件有关。对于亚克拉塞卡爆轰，我们发现爆炸的WD的平均质量必须在~1.1Msun处达到峰值。有趣的是，这与WD-WD双星的平均质量之和相似，但尚不清楚双简并是否足以有效地合成56 Ni，以匹配观测到的产量。如果不是，那么亚克拉塞卡爆炸实际需要~ 1.1 Msun WDs。由于这种高质量的WD相对于发现超新星Ia的环境的年龄而言产生得相对较快，这将需要在点火之前吸积到较低质量的WD上，或者在~ 1.1 Msun WD的形成和点火之间有很长的时间尺度（例如由引力波发射或二元相互作用设定）。
2013-09-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Ejecta Mass Diagnostics of Type Ia Supernovae
我们提出了一维非局部热力学平衡的时间相关的辐射传输模拟（使用CMFGEN）的两个sub-$M_{\rm Ch}$（sub- $M_{\rm Ch}$），一个$M_{\rm Ch}$和一个超级$M_{\rm Ch}$ Ia型SN喷出物模型。其中三个源自于$M_{\rm Ch}$延迟爆轰模型，第四个是一个亚$M_{\rm Ch}$爆轰模型。喷出物质量分别为1.02、1.04、1.40和1.70 M $_\odot$，所有模型的$_\odot$均为0.62 M的$^{56}{\rm Ni}$。次$M_{\rm Ch}$模型光变曲线发展得更快，提前2- 3天达到测辐射热最大值，测辐射热半光宽度缩短3- 4天。这些模型在最大热光度下的变化为$\sim$ 12%，在$B_{\rm max}$中的变化为0.17等。虽然$ΔM_{15}(B)$随着喷出物质量的增加而增加，但在1 MAG左右，$\sim$只变化5%。在$B_{\rm max}$的$B-R$中，亚$M_{\rm Ch}$模型的蓝色增加了0.25 MAG。光谱有许多相似之处，但较低的质量模型表现出较少的紫外线覆盖在光球阶段。在星云时期，可见显著的近红外光谱差异。特别地，Ca II NIR三重态的发射线; [S III] $λλ$ 9068，9530; [Ca II] $λλ$ 7291，7324; [Ar III] $λλ$ 7135，…
2017-10-31 astro-ph.HE astro-ph.SR
Spectroscopic analysis of the strongly lensed SN~Encore: Constraints on cosmic evolution of Type Ia supernovae
本研究分析了红移z=1.95的强引力透镜Ia型超新星SN~Encore的光谱，发现其光谱性质与低红移样本高度一致，证明了利用高红移Ia型超新星推断暗能量的可靠性。
2024-07-23 astro-ph.CO astro-ph.HE
Low-Luminosity Type IIP Supernovae from the Zwicky Transient Facility Census of the Local Universe. I: Luminosity Function, Volumetric Rate
California Institute of Technology（加州理工学院）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Liverpool John Moores University（利物浦约翰摩尔大学）；MIT-Kavli Institute for Astrophysics and Space Research（麻省理工学院-卡弗里天体物理与空间研究所）；University of Washington（华盛顿大学）；The Ohio State University（俄亥俄州立大学）；Stanford University（斯坦福大学）
本文基于Zwicky瞬态设施本地宇宙普查数据，研究了IIP型超新星的光度函数和体积率，发现低光度IIP型超新星占总样本的19%左右，为理解核心坍缩型超新星的演化提供了新的数据支持。
2026-05-18 astro-ph.HE astro-ph.SR
The location of the upper edge of the pair-instability supernovae black hole mass gap
University of Hawai ‘ i（夏威夷大学）；Durham University（杜伦大学）
通过恒星演化模拟，量化核反应率等不确定性对质量间隙上边缘的影响，发现12C(α,γ)16O反应率是主要不确定源，导致约30太阳质量的偏移。
2026-07-01 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
