Evolution and colors of helium-core white dwarf stars with high-metallicity progenitors
受最近在富金属星系团中发现的单氦核和双氦核白矮星的启发,我们提出了一套适合于研究此类白矮星的演化计算和颜色。本文还旨在研究稳定的氢燃烧是否可能构成由高金属丰度祖先产生的大质量He核白矮星的主要能量来源。白矮星序列是通过考虑具有超太阳金属丰度的祖星的演化历史而得到的。我们还纳入了一个自洽的,依赖于时间的重力沉降和化学扩散,以及剩余的核燃烧的治疗。我们发现,在白矮星演化的后期阶段,残余核燃烧的影响强烈依赖于富氢包层底部化学扩散的发生。当不考虑扩散时,残余氢燃烧强烈影响白矮星冷却的高级阶段,引入几个Gyr的演化延迟。相比之下,当考虑扩散时,残余核燃烧的作用被强烈地减轻,并且演化仅由存储在离子中的热含量决定。此外,对于我们所有的序列,我们提供了准确的颜色和幅度的基础上,新的和改进的非灰色模型大气,其中明确包括赖氨酸$α$准分子不透明度。
2009-05-12 astro-ph.SR
The Initial Masses of the Red Supergiant Progenitors to Type-II Supernovae
有越来越多的附近SNe的祖先恒星被发现在档案爆炸前成像。从这些图像中可以测量爆炸前几年的祖星亮度,并最终估计其初始质量。先前的研究表明,II-P和II-L超新星(SNe)有红超巨星(RSG)的祖先,这些祖先的初始质量范围似乎仅限于$<$ 17 M $_\odot$。这与演化模型预测的25- 30 M $_\odot$的截止值形成对比,这一结果被称为“红超巨星问题”。在这里,我们调查一个特定的来源,系统误差目前在转换爆炸前测光到一个初始质量,即用于转换成一个单波段通量的热辐射光度的热辐射校正(BC)。我们表明,使用星团,RSG演变到后来的光谱类型,因为它们接近SN,这反过来又导致BC变得更大。不考虑这一点会导致系统性地低估恒星的光度,从而低估其初始质量。使用我们的经验动机的BC,我们重新评估的II-P和II-L SNe,其祖细胞在爆炸前成像检测。将初始质量函数拟合到这些更新的质量导致$M_{\rm hi}$的质量上限截断值增加= $19.0^{+2.5}_{-1.3}$ M $_\odot$,95%置信上限为$<$ 27 M $_\odot$。考虑到有限的样本量效应和质量-光度关系中的系统不确定性,将截止值提高到$M_{\rm hi}$ = 25 M $_\odot$($<$ 33 M $_\odot$,95%置信度)。因此,我们的结论是,目前没有强有力的证据“失踪”的高质量祖核心崩…
2017-10-16 astro-ph.SR
Double degenerate mergers as progenitors of high-field magnetic white dwarfs
高磁场白矮星一直被怀疑是恒星合并的结果。然而,合并恒星的性质和产生磁场的精确机制仍然是未知的。在这里,我们表明,热,对流,差异旋转日冕存在于外层的残余合并的两个退化的核心是能够产生所需的强度,不衰减为长时间尺度的磁场。我们还表明,使用最先进的蒙特卡罗模拟器,以这种方式产生的高磁场白矮星的预期数量是一致的,在太阳附近发现。
2012-02-02 astro-ph.SR
New evolutionary sequences for hot H-deficient white dwarfs on the basis of a full account of progenitor evolution
我们提出了完整的演化计算适合于热氢缺乏的DO白矮星,PG 1159星,和DB白矮星的研究。在完整地分析了原始恒星演化历史的基础上,计算了各种质量和氦包层的白矮星序列,包括核心氢和氦燃烧阶段、热脉冲AGB阶段和导致氢缺乏的再循环阶段。我们还为$T_{\rm eff} < 40 000$ K的新序列提供了颜色和幅度,其中NLTE效应不占主导地位。这些新的计算提供了一套均匀的演化轨迹,适合于PG 1159恒星和DO白矮星的质量和年龄测定。将计算推广到7000K的有效温度。我们应用这些新的轨道重新确定恒星质量和年龄的所有已知的DO白矮星光谱确定的有效温度和重力,并与以前的结果进行比较。我们还比较了第一次一致的质量测定DO和PG 1159恒星,并发现一个相当高的平均质量的DO白矮星。我们还讨论了从祖先星演化历史的角度考虑的变DB白矮星包层的化学轮廓。最后,我们提出了一个不同的演化通道,而不是涉及PG 1159恒星,热,缺氢白矮星的形成的初步证据。
2009-09-14 astro-ph.SR
Rapidly accreting white dwarfs as supernova type Ia progenitors
Ia型超新星祖先的性质仍然是个谜。虽然单简并和双简并模型都有合理的候选者,但观测到的数字明显低于重现Ia型超新星速率所需的数字。一些最有希望的单简并Ia型祖先是复发新星和超软源(SSS)。具有较高质量传递速率的白矮星也可能是Ia型超新星的祖先。对于这些快速吸积的白矮星(RAWD),比稳定燃烧所需的更多的物质在白矮星上吸积,并扩展了白矮星的光球层。与超软源不同,此类物体在软X射线能量下可能无法检测到,但在远紫外线(UV)等更长的波长下会很明亮。可能的例子包括LMC N66和V人马座恒星。我们提出了一项调查,使用多目标摄谱仪寻找RAWD在中央核心的SMC,从对象选择是明亮的远紫外线和蓝色远UV-V的颜色。虽然我们发现了一些不寻常的物体,并恢复了已知的行星状星云和WR星,但我们没有发现候选的RAWD。这种非检测的上限取决于我们对RAWD应该是什么样子的期望,以及对SMC内部消光的假设。假设它们类似于LMC N66或更暗的沃尔夫-拉叶星,我们在SMC中设置了10-14 RAWD的上限。然而,我们的调查不太可能检测到像V Sge这样的物体,因此如果RAWD通常类似于这些,我们就不能设置有意义的上限。
2013-01-07 astro-ph.SR
Stripped red giants - Helium core white dwarf progenitors and their sdB siblings
最近发现的氦核白矮星(通常称为极低质量(ELM)白矮星)是第一个巨分支天体的剥离核心,填补了双星演化马赛克中的一些空白。可以区分出两种类型。一类是由SB 1双星组成,伴星也是白矮星,另一类是所谓的EL CVn星,是复合光谱双星,有A型伴星。在这两类恒星中都发现了脉动恒星。一个谜是由显然单一的对象。有一个一对一的对应关系的现象发现这些新的恒星类观察到的sdB星。事实上,标准的演化理论解释了sdB星的起源,它们是在第一个红巨星分支的尖端附近被剥离的红巨星。亚亮B星的一个子群也可以被认为是红巨星的剥离氦核。它们形成ELM序列向更高温度的延伸。因此,低质量的氦核白矮星和双星中的sdB星在恒星演化方面是近亲。
2016-10-24 astro-ph.SR
Weak magnetic fields in white dwarfs and their direct progenitors?
我们对VLT(Very Large Telescope)FORS 1(FOcal Reducer and Low Dispersion Spectrograph)的行星状星云、热亚矮星和白矮星的中心恒星偏振数据进行了重新分析,并增加了大量新的观测数据,以增加样本。为了避免假信号,对偏振分析光谱和光谱仪延迟板的所有位置仅使用一个波长校准的观察结果进行仔细分析是至关重要的。我们发现,以前在亚矮星和中心恒星中探测到的磁场不能得到证实,而大约10%的观测到的白矮星具有千高斯级的磁场。
2012-10-15 astro-ph.SR
Observational Properties of Type Ib/c Supernova Progenitors in Binary Systems
在最近几次对Ib/c型超新星(SNe Ib/c)的观测研究中,推测出的喷出物质量峰值为2.0 - 4.0 $M_\odot$,这有利于其祖先的双星假设,而不是沃尔夫-拉叶星假设。为了研究双星系统中相对低质量氦星作为SN Ib/c祖先星的观测特性,我们采用非LTE辐射转移程序CMFGEN,利用双星演化模型建立了大气模型.我们发现,这些氦星的特点是相对狭窄的氦发射线,如果在最后的演化阶段的质量损失率显着增强,许多SN Ib/c的观测所暗示的。对于$M \gtrsim 4.4 M_\odot$,强风可以显著地增强氦恒星祖先的光学亮度,而对于相对低质量的$\sim 3.0 M_\odot$,强风几乎不影响甚至略有减弱。我们进一步证实了先前的建议,即质量较小的SN Ib/c祖星的光学亮度通常会更高。与以前的研究结果一致,我们的结果表明,最近检测到的SN Ib iPTF 13 bvn的祖先的光学幅度和颜色可以很好地解释了一个二进制的祖先与最终的氦星质量约3.0 - 4.4 $M_\odot$。
2015-06-21 astro-ph.SR
Three-dimensional core-collapse supernova simulated using a 15 $M_\odot$ progenitor
我们已经进行了从头算中微子辐射流体动力学模拟在三个和两个空间维度(3D和2D)的核心坍缩超新星从同一个15 $M_\odot$祖通过440毫秒后核心反弹。3D和2D模型都实现了爆炸,然而,爆炸的开始(冲击波复活)在3D中相对于2D对应物延迟了$\sim$ 100 ms,并且诊断爆炸能量的增长较慢。这与先前报道的利用具有致密地幔的铁核祖细胞的3D模拟一致。在$\sim$ 100毫秒前爆发的开始,中微子加热和湍流动能的诊断有利于早期爆炸的2D。在延迟期间,到达激波表面的对流羽流的角尺度增长,并且3D中的爆炸最终由单个大角度羽流导致,使膨胀激波的方向取向与2D模拟中的轴对称所施加的方向取向没有不同。我们认为,在三维模拟的冲击复兴和爆炸可能会延迟,直到足够大的羽流形成,而这样的羽流形成更迅速的二维,允许更早的爆炸。
2015-06-17 astro-ph.SR
Pulsations powered by hydrogen shell burning in white dwarfs
由于在渐近巨星分支阶段没有第三次挖掘事件,由低金属丰度祖先演化而来的白矮星模型具有较厚的氢壳层,这使得氢壳层燃烧成为最重要的能量来源。我们调查的脉动稳定性的白矮星模型与厚信封,看看是否非径向$g$模式的脉动是由氢燃烧引发的,目的是把限制氢壳燃烧在冷白矮星和第三次疏浚在渐近巨星分支演化的祖星。利用全演化计算方法构造了低金属丰度的母星白矮星序列,并分析了它们在有效温度$T_{\rm eff} \sim 15\,000\,-\, 8\,000$ K范围内的脉动稳定性。我们证明了,对于从低金属丰度祖先演化而来的质量为$M_{\star} \lesssim 0.71\,\rm M_{\sun}$、有效温度为$8\,500 \lesssim T_{\rm eff} \lesssim 11\,600$ K的白矮星模型,($Z= 0.0001$、$0.0005$和$0.001$)偶极子($\ell= 1$)和四极杆($\ell=2$)$g_1$模式主要由于氢燃烧壳层通过$\varepsilon$机制而被激发,除了由$κ-γ$或对流驱动机制驱动的其它$g$模式之外。然而,$\varepsilon$机制不足以驱动这些模式在白矮星从太阳金属丰度祖先演变。我们建议,应努力观察偶极$g_1$模式的白矮星与低金属丰度的环境,如球状星团和/或星系晕,放置在冷却的白矮星的氢壳燃烧和第三个疏浚情节在前面的渐近巨星分…
2016-06-14 astro-ph.SR
General Relativistic Calculations for White Dwarf Stars
通过求解牛顿流体静力平衡方程和TOV流体静力平衡方程,研究了白矮星的质量-半径关系.我们发现在广义相对论情形下,对于$^4_2$ He(和$^{12}_{\ 6}$ C)白矮星,$1.4562M_\odot$的牛顿极限质量被修正为$1.4166M_\odot$.利用同样的广义相对论处理,得到了$^{56}_{26}$ Fe白矮星的临界质量为$1.2230M_\odot$ .此外,通过考虑Salpeter的EoS以及TOV方程(产生略低的临界质量值)来解释与理想简并状态方程(EoS)的偏离,即$^4_2$ He的$1.4081M_{\odot}$、$^{12}_{\ 6}$ C的$1.3916M_{\odot}$和$^{56}_{26}$ Fe白矮星的$1.1565M_{\odot}$。我们还比较了引力不稳定性的临界密度和中子化阈值密度,发现$^4_2$ He和$^{12}_{\ 6}$ C白矮星分别在$1.4081M_\odot$和$1.3916M_{\odot}$的临界值下对中子化是稳定的.而$^{16}_{\ 8}$ O、$^{20}_{10}$ Ne、$^{24}_{12}$ Mg、$^{28}_{14}$ Si、$^{32}_{16}$ S和$^{56}_{26}$ Fe白矮星的临界质量由于中子化而较低。通过求解与Salpeter EoS相耦合的TOV方程,得到了对应于中子…
2017-03-26 astro-ph.SR
Initial-Final Mass Relation for 3 to 4 M$_\odot$ Progenitors of White Dwarfs from the Single Cluster NGC 2099
利用凯克低分辨率成像光谱仪对富疏散星团NGC 2099(M37)中观测到的白矮星进行了样本扩展。在20颗白矮星候选者中,光谱显示19颗是真正的白矮星,其中14颗具有高信噪比。我们发现这14个中的11个与单独进化的集群成员一致。其跨越$\sim$ 0.7至0.95 M $_\odot$的质量范围,不包括低质量离群值,对应于$\sim$ 3至4 M $_\odot$的祖细胞质量。这个区域的初始最终质量关系(IFMR)有很大的散射和斜率,仍然是精确确定的。利用这个属于单一年龄和金属丰度群体的大样本白矮星,我们发现初始-最终质量关系为(0.171 $\pm$ 0.057)M $_{\rm initial}$ +0.219 $\pm$ 0.187 M $_\odot$,明显比许多先前研究中在整个观测到的白矮星质量范围内采用的线性关系更陡峭。将太阳金属丰度NGC 2099与富含金属的毕宿星团和普雷塞普星团中的18颗白矮星的这种新关系进行比较,发现它们的IFMR也具有一致的陡峭斜率。这种强烈的一致性也表明,在这个质量和金属丰度范围内,IFMR没有显著的金属丰度依赖性。因此,IFMR可以更可靠地确定与这一广泛的样本的29个总白矮星给出M $_{\rm final}$ =(0.163 $\pm$ 0.022)M $_{\rm initial}$ +0.238 $\pm$ 0.071 M $_\odo…
2015-05-25 astro-ph.SR
Investigating the Observational Progenitor Mass Gap in the White Dwarf Initial-Final Mass Relation. I. Cluster Census and Characterization of the First White Dwarfs in the Gap
University of British Columbia(不列颠哥伦比亚大学);University of Warwick(华威大学)
研究利用盖亚数据扩展白矮星初始-最终质量关系,发现约2至2.7太阳质量的观测间隙。通过星团普查和目标测光寻找候选体,光谱观测确认两个目标在此间隙内,为IFMR非单调趋势提供支持。
2026-07-29 astro-ph.GA astro-ph.SR
Type Ia Supernova Explosions from Hybrid Carbon-Oxygen-Neon White Dwarf Progenitors That Have Mixed During Cooling
有人提出了“混合”白矮星的产生,它是由一个在O-Ne壳层中的C-O核心组成的,研究表明,富C中心区域的点火使这些可行的热核(Ia型)超新星的祖先。最近的研究发现,当白矮星在吸积之前冷却时,C-O核心与周围的O-Ne混合,这导致大质量祖星中的中心C分数低于先前的假设。为了进一步研究混合白矮星作为热核超新星祖先的有效性,我们从一系列新的混合祖先中模拟了热核超新星,其中包括冷却过程中的混合效应。前身白矮星模型是用一维恒星演化程序MESA建立的,它代表了一颗恒星经过不稳定的内部混合阶段,然后是吸积,直到达到碳燃烧的点火条件。然后将MESA模型映射到FLASH模拟爆炸的二维初始条件。为了比较,对传统的C-O祖先白矮星进行了类似的模拟。通过比较爆炸的产率,我们发现,与早期的研究一样,与传统的C-O祖先相比,混合祖先中较低的C丰度导致56 Ni的平均产率较低。虽然未混合的混合WD也表现出类似的减少,在总铁族产率,混合的情况下,不和产生一个较小的分数的铁族元素的形式56镍。我们把这归因于点火所需的较高的中心密度和爆燃点火的中心或偏离中心的位置。
2019-10-28 astro-ph.HE astro-ph.SR
Effect of $^{12}C+$ $^{12}C$ Reaction & Convective Mixing on the Progenitor Mass of ONe White Dwarfs
质量在~8 - 12 $M_{\odot }$的恒星是数量最多的大质量恒星。这个质量范围是关键的,因为它可能导致超新星(SN)爆炸,因此它对重元素的产生和星系的化学演化非常重要。我们研究了临界过渡质量($M_{up}$),这是达到流体静力学碳燃烧条件的最小初始恒星质量。质量< $M_{up}$的恒星演化到渐近巨星分支,然后发展成CO白矮星,而质量为$\geqslant $ $M_{up}$的恒星则点燃部分简并的CO核中的碳,形成电子简并的ONe核。这些恒星演化到超级AGB(SAGB)阶段,要么成为一颗白矮星的祖先,要么最终爆炸成为电子捕获SN(EC-SN)。我们研究了$M_{up}$对C燃烧反应速率和对流混合处理的敏感性。特别是,我们显示的效果最近确定的$^{12}C+$ $^{12}C$融合率,以及对流核心的扩展过程中的氢和氦燃烧对$M_{up}$在太阳金属丰度恒星。我们选择了9个$M_{\odot }$模型来显示新的C燃烧速率下的详细演化特征。
2014-10-07 astro-ph.SR
The progenitors of magnetic white dwarfs in open clusters
根据化石场假说,磁场是先前进化阶段的残余。然而,人口合成计算是无法复制的磁性白矮星(MWD)的样品,没有二元相互作用或列入人口的祖先不可观测的小规模领域。星族合成的一个必要组成部分是描述恒星演化过程中质量损失过程的初终质量关系。当白矮星是疏散星团的成员时,它们的演化历史可以通过星团的性质来评估。在这项工作中,我们评估集群成员资格相关的适当运动的MWD与集群的适当运动,并通过分析的候选人光谱与我们的磁模型光谱,以估计有效的温度和半径。我们确定SDSS J085523.87+164059.0是Praesepe的自行成员。我们还计算了先前确认的疏散星团成员NGC 6819-8、WD 0836+201的质量、冷却年龄和前身质量。根据我们的分析,新发现的星系团成员SDSS J 085523.87 +164059.0是一个质量为1.12 $\pm$ 0.11 Msolar的超大质量MWD。我们将具有已知祖先质量的MWD的样本增加到10个,其余的数据来自常见的自行双星。我们的调查表明,当磁场的影响包括在诊断中,这些集群MWD的估计属性不显示从IFMR偏离的证据。此外,我们估计的精度的磁诊断,这将是必要的,以定量确定磁性是否有任何影响的质量损失。
2013-04-26 astro-ph.SR
A large stellar evolution database for population synthesis studies: VI. White dwarf cooling sequences
我们提出了一套新的冷却模型和等时线的H-和He-大气白矮星,结合精确的边界条件,从详细的模型大气计算,和碳-氧化学丰度配置文件的基础上更新的恒星演化计算从BaSTI恒星演化档案-虚拟天文台的理论数据中心。我们讨论和量化的模型预测的冷却时间的不确定性,所产生的中央H-和He-燃烧阶段,所经历的祖先,祖金属丰度和$^{12}C(α,γ)^{16}O$反应速率的热脉冲数的混合处理。最大的不确定性来源原来是与对流的治疗过程中的最后阶段的祖先中央氦燃烧阶段,和$^{12}C(α,γ)^{16}O$反应速率。我们比较我们的新模型与以前的计算进行相同的恒星演化代码,并讨论其应用的估计年龄的太阳附近,和解释所观察到的数量比之间的H-和He-大气白矮星。新的白矮星序列和一套广泛的白矮星等时线,涵盖了大范围的年龄和祖金属丰度是公开提供的官方BaSTI网站。
2010-05-11 astro-ph.SR
Zero Impact Parameter White Dwarf Collisions in FLASH
利用欧拉自适应网格程序FLASH,系统地研究了0.64+0.64 M $_{\odot}$和0.81+0.81 M $_{\odot}$的白矮星零碰撞参量碰撞.我们的模型涵盖了从5.2 $\times10^{7}$到1.2 $\times10^{7}$ cm的有效线性空间分辨率范围。然而,即使是最高分辨率的模型也不能完全实现严格的数值收敛,这是由于正确解决小规模燃烧和能量传输的挑战。缺乏严格的数值收敛,从这些理想化的配置表明,定量预测所产生的喷射元素丰度的白矮星碰撞和合并模拟应谨慎看待。尽管如此,趋同的趋势确实使我们能够看出一些模式。我们发现,0.64+0.64 M $_{\odot}$正面碰撞模型产生0.32 M \nickel [56]和0.38 M \silicon [28],而0.81+0.81 M $_{\odot}$正面碰撞模型在最高空间分辨率下产生0.39 M \nickel [56]和0.55 M \silicon [28]。两种质量配对均产生未燃烧\carbon [12]+ \oxygen [16]的$\sim$ 0.2 M $_{\odot}$。我们还发现,0.64+0.64 M的$_{\odot}$迎头碰撞开始在两颗白矮星之间的失速激波的中心区域的碳燃烧,而更有活力的\hbox{0.81+0.81 M$_{\odot}$}迎头碰撞提高了初始的激波后温度,足以燃…
2012-09-17 astro-ph.SR
The White Dwarfs of the Old, Solar Metallicity Open Star Cluster Messier 67: Properties and Progenitors
古老的太阳金属量疏散星团Messier 67一直被认为是研究和理解太阳型恒星结构和演化的关键。对于恒星残骸来说也是如此--M67的白矮星种群为理解和解释白矮星种群和演化提供了至关重要的观测数据。在这项工作中,我们确定白矮星的质量,并推导出他们的祖先恒星质量使用高信噪比光谱的温暖($\gtrsim10,000$ K)DA白矮星在集群。由此,我们能够推导出每个白矮星在初始-最终质量关系中的位置,以及平均$M_{\mathrm WD} = 0.60\pm 0.01 M_{\odot}$和祖先质量$M_i = 1.52\pm 0.04 M_{\odot}$。这些值是完全符合最近发表的线性和分段线性拟合的半经验的初始-最终质量关系,并提供了一个至关重要的,精确的锚点的初始-最终质量关系的太阳金属丰度,低质量的恒星。M67白矮星的平均质量也与局部场白矮星质量分布中的尖锐窄峰相一致,这表明大多数新近形成的场白矮星来自质量为$\approx 1.5 M_{\odot}$的恒星。我们的研究结果,使更精确的建模编码的领域WD质量分布的银河系恒星形成率。
2021-03-02 astro-ph.GA astro-ph.SR
Progenitors of the Accretion-Induced Collapse of White Dwarfs
最近对氧-氖-镁白矮星吸积引起的坍缩成中子星的计算[Piro & Thompson 2014]允许潜在的可检测的瞬态电磁信号。受这些结果的启发,我提出了理论速率和物理性质的双星,可以产生吸积诱导崩溃。速率是为各种类型的宿主星系(如老椭圆星系与螺旋星系),并区分由捐助者的恒星类型(如大型巨星与紧凑的氦丰富的捐助者)。本论文的结果可能有助于指导不久的将来电磁瞬变搜索活动,以找到可能的候选人吸积诱发的崩溃事件。我的预测是基于双星演化的计算,其中包括最近更新的质量吸积和长期质量增长的白矮星。我发现最有可能发生吸积诱导坍缩的系统是由一颗ONeMg白矮星和一颗赫氏间隙星或一颗红巨星伴星组成的。在大旋涡星系和老椭圆星系中,典型的速率分别约为1-5 x 10^-5 l/yr和10^-4-10^-5 l/yr。最亮的电磁信号被预测来自演化的巨星型施主,我发现其速率约为2.5 x 10^-5 1/年(大螺旋星系)和1.3 x 10^-5 1/年(老椭圆星系)。
2015-12-02 astro-ph.SR
A pre-explosion optical transient event from a white dwarf merger with a giant supernova progenitor
我们研究了一些罕见的双星系统的演化路线,其中初始质量较大的~5.5-8.5Mo主星形成白矮星(WD),而4 Mo <M_2,0 <M_1,0的副星从演化的主星吸积质量,后来终止为核心坍缩超新星(CCSN)。在这样的WD-NS逆演化中,在WD之后形成中子星(NS)或潜在的NS祖星大质量核。这些SN爆炸之前可能会有WD与巨型次级核心的强相互作用,导致爆炸前数周至数年的中亮度光学瞬变(英语:Intermediate-Luminosity Optical Transient)事件(英语:Intermediate-Luminosity Optical Transient)(英语:Intermediate-Luminosity Optical Transient)。WD和巨星的共同包层阶段结束于合并,形成一颗超新星,或包层抛射,在巨星核心的CCSN之后,导致NS-NS或WD-NS幸存的双星。WD可能遭受热核爆炸,这可能被观察为Ia型SN。这些CCSN和热核爆炸中的大多数都是奇特的。利用恒星天体物理实验模块(MESA)计算了典型情况下的恒星演化。这些系统的出现率约为CCSNe的3- 5%。
2014-01-07 astro-ph.SR
A possible evolutionary scenario of highly magnetized super-Chandrasekhar white dwarfs: progenitors of peculiar type Ia supernovae
最近发现的几个奇特的Ia型超新星似乎需要一个全新的形成理论,这可能有助于解释它们与标准Ia型超新星之间令人困惑的差异。观测分析中最引人注目的方面是有必要援引质量约为2.1- 2.8 M_sun(M_sun是太阳的质量)的超级钱德拉塞卡白矮星作为它们最有可能的祖先。强磁化的白矮星具有超克拉塞卡质量,已经被认为是奇特的Ia型超新星的潜在候选者。由于朗道量子化的基础电子简并气体,理论结果产生了观测推断的质量范围。在这里,我们勾勒出一个可能的进化场景,通过吸积到一个通常观察到的磁化白矮星上,可以形成超级白矮星白矮星,引发通量冻结现象。这就开启了多种可能的演化,最终以质量在上述范围内的超级白矮星白矮星的超新星爆炸而告终。我们指出,我们的建议有观测支持,如最近发现的大量磁化白矮星的SDSS。
2013-03-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
Intermediate-Mass Stars Become Magnetic White Dwarfs
当一颗恒星耗尽其核燃料时,它要么作为超新星爆炸,要么更安静地成为一颗白矮星,一颗质量约为太阳一半、半径约为地球半径的天体。大约五分之一的白矮星都有磁场存在,其起源长期以来一直被争论,要么是以前进化阶段的产物,要么是双星相互作用的产物。我们在这里报告发现的两个巨大的和磁性的白矮星成员的年轻星团在盖亚DR2数据库,而第三个巨大的和磁性的集群白矮星已经在以前的论文中报道。这些恒星很可能是单星演化的产物,因此挑战了合并的假设,因为合并是产生磁性白矮星的唯一途径。这些恒星的前身质量都在5个太阳质量以上,只有另外两个星团白矮星的距离已经用盖亚明确测量过,它们的前身质量落在这个范围内。磁性白矮星的高发生率表明,中等质量的祖先更有可能产生磁性残留物,并且一部分磁性白矮星是由中等质量的恒星形成的。
2020-09-07 astro-ph.SR
The luminous red nova AT 2018bwo in NGC 45 and its binary yellow supergiant progenitor
发光红新星(LRNe)是与双星系统合并前不久的共同包层(CE)部分喷射有关的天体物理瞬变。在这里,我们提出了我们的光度和光谱后续活动的AT 2018 bwo(DLT 18x),在NGC 45中发现的LRN的结果,并使用二进制恒星演化模型研究其祖先系统。瞬变达到了$M_r=-10.97\pm0.11$的峰值幅度,并在其$t_p = 41\pm5$天的光学平台期间保持这种亮度。在这一阶段,它的光球温度相当稳定,约为3300 K,光度约为$10^{40}$ erg/s。AT 2018 bwo的光球层在早期看起来比其他类似的LRNe更大更冷,可能是由于合并前的质量损失事件延长。接近平台的末端,光学光谱显示出具有强分子吸收带的红色连续谱。在爆发后约1.5年,在中红外波段也检测到了冷却尘埃的再处理排放。斯皮策和哈勃太空望远镜在瞬变事件发生前10-14年的档案数据显示,这颗恒星的前身是$T_{prog}\sim 6500$ K、$R_{prog}\sim 100R_{\odot}$和$L_{prog}\sim 2\times10^4L_{\odot}$,光学上薄的温暖尘埃(1000 K)的质量上限是$M_d<10^{-6}M_{\odot}$。利用恒星双星演化模型,我们确定了与祖先参数空间一致的双星系统的性质。对于AT 2018 bwo,我们推断其原始质量为12-16 $M_{\odot}$,比…
2022-01-27 astro-ph.SR
An Ultramassive 1.28 M$_\odot$ White Dwarf in NGC 2099
利用凯克I低分辨率成像光谱仪,我们在非常富的疏散星团NGC 2099(M37)中观测到了9颗白矮星候选者。光谱显示七颗是DA白矮星,一颗是DB白矮星,一颗是DZ白矮星。其中三颗DA白矮星与单一演化的星团成员一致:一颗超大质量(1.28 $^{+0.05}_{-0.08}$ M $_\odot$)和两颗中等质量(0.70和0.75 M $_\odot$)白矮星。分析它们的冷却年龄使我们能够计算它们的祖先质量,并建立新的约束的初始-最终质量关系。中等质量的白矮星与以前在这个质量区域的工作非常一致。超大质量白矮星的$V$ = 24.5,比其他两个遗迹暗$\sim$ 2等。这颗恒星的光谱质量较低,因此导出的恒星性质(例如,T $_{\rm eff}$,log g)的不确定性比较亮的对应物高几倍。我们测量了这些不确定性,并确定该恒星的最终质量是迄今为止在星团中发现的质量最高的白矮星,但我们无法计算其前身质量,因为在这个高质量和较冷的T $_{\rm eff}$,其推断的冷却年龄对其质量高度敏感。然而,在最高温度下,冷却年龄对超大质量白矮星质量的敏感性只是中等的。这表明,未来对初始-最终质量关系的上质量端的研究必须确定大质量的新形成的白矮星(即,年龄在50- 1.5亿年之间的年轻星团)。
2016-03-01 astro-ph.SR
Type Ia Supernova Explosions from Hybrid Carbon-Oxygen-Neon White Dwarf Progenitors
最近的结果在恒星演化,预测存在的混合白矮星(WD)的C-O核心内的O-Ne壳,我们模拟热核(Ia型)超新星从这些混合的祖先。我们使用FLASH代码进行多维模拟的爆燃到爆震过渡(DDT)爆炸范例。我们的混合祖星模型是使用MESA恒星演化代码生成的,并且包括Urca过程的影响,并且我们将祖星模型映射到FLASH网格。我们进行了一系列的DDT模拟点火条件下的祖先的热和对流结构,假设多个点火点。为了将这些混合WD星的结果与以前的C-O白矮星的结果进行比较,我们构建了一组具有类似性质的C-O WD模型,并类似地模拟了一系列爆炸。我们发现,尽管每个套件内的显着变化,区分爆炸的趋势是明显的$^{56}$镍产量和喷出物的动力学特性。我们评论的可行性,这些爆炸作为源的某些类观察到的亚发光事件。
2016-02-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Pulsating low-mass white dwarfs in the frame of new evolutionary sequences: I. Adiabatic properties
一些低质量白矮星,包括所谓的极低质量白矮星中脉动的发现,为探索这些古老恒星的内部结构提供了前所未有的机会。我们提出了一个详细的绝热脉动研究这些恒星的基础上,一套新的He核心的白矮星模型的质量范围从$0.1554$到$0.4352 M_{\odot}$通过计算的非保守演化的二元系统组成的初始$1 M_{\odot}$ ZAMS星和$1.4 M_{\odot}$中子星。我们计算了绝热径向($\ell= 0$)和非径向($\ell= 1, 2$)$p$和$g$模式,以评估这些对象的脉动性质对恒星参数的依赖性,如恒星质量和有效温度,以及元素扩散的影响。我们发现,对于质量低于$\sim 0.18 M_{\odot}$的白矮星模型,$g$模主要探测核区,而$p$模探测包层,因此脉动提供了通过星震学约束这些恒星的核和包层化学结构的机会。另一方面,对于具有$M_* \gtrsim 0.18 M_{\odot}$的模型,$g$模式对He/H成分梯度非常敏感,因此可以用作约束H包络厚度的诊断工具。由于这两种类型的天体不仅具有非常不同的演化历史(根据其前身星是否经历过hoc-闪光),而且具有强烈不同的脉动性质,我们建议将质量低于$\sim 0.18 M_{\odot}$的白矮星定义为ELM(极低质量)白矮星,将质量低于$M_* \gtrsim 0.18 M_{\odot}$的白矮星定义为LM(低质量)白…
2014-08-28 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
EVR-CB-001: An evolving, progenitor, white dwarf compact binary discovered with the Evryscope
我们提出EVR-CB-001,发现了一个紧凑的二进制与极低质量($.21 \pm 0.05 M_{\odot}$)氦核心白矮星的祖先(前He WD)和一个看不见的低质量($.32 \pm 0.06 M_{\odot}$)氦白矮星(He WD)的同伴。He WDs被认为是从主序星富含氦的残留核心演化而来,在巨星阶段被一颗亲密的伴星剥离。低质量的He WDs是奇异的天体(只有大约0.2 $\%$的WDs被认为小于0.3 $M_{\odot}$),预计会在紧凑的双星中发现。前He WD更为罕见,在核心被剥离后,但在恒星成为完全简并WD之前,它占据了中间阶段,并且具有比典型WD更大的半径($\approx .2 R_{\odot}$)。EVR-CB-001(前He WD)的主要成分最初被认为是一颗热亚矮星(sdB),因为它的颜色是蓝色的,亮度不足,是sdB的特征。从这项工作的质量,温度($T_{\rm eff}=18,500 \pm 500 K$)和表面重力($\log(g)=4.96 \pm 0.04$)的解决方案是低于典型的热亚矮星的值。主要的可能是后RGB,前He WD收缩成He WD,并且处于将其置于最接近颜色量值和$T_{\rm eff}$ - $\log(g)$图上的sdBs的阶段。EVR-CB-001预计将演化成一个完全双简并的紧凑系统,该系统应该会自旋下降并可能演化成一颗热…
2019-10-03 astro-ph.SR
Evolution and formation of ultramassive white dwarf stars: The case for a 9Msun progenitor
Instituto de Física, Universidade Federal do Rio Grande do Sul(南里奥格兰德联邦大学物理研究所)
研究通过模拟9个太阳质量主序星演化出的超大质量白矮星,揭示其形成过程及冷却特性,首次完整计算了TP-SAGB和post-AGB阶段。
2026-03-11 astro-ph.SR
Novae and accreting white dwarfs as progenitors of Type Ia supernovae
我回顾了与质量吸积白矮星(WD)的Ia型超新星(SNe Ia)的祖先有关的各种现象。根据光学厚风理论,可以从多波长波段的光变曲线分析中估计WD质量。在Ia型超新星的单简并情况下,已知有两个主要通道,即,WD +主层序(MS)通道和WD +红巨星(RG)通道。在每个通道中,典型双星在爆炸前经历了三个演化阶段,风阶段,超软X射线源(SSS)阶段,和经常性新星阶段的时间顺序,因为吸积率随时间而减少的伴星质量减少。我们可以指定一些增生的WD作为相应的进化阶段。RX J0513.9-6951和V Sge等间歇性超软X射线源对应于风相天体。对于SSS阶段,Cal 87型对象对应于WD+MS通道。对于WD + RG通道,早型星系的软X射线观测给出了SSS相双星的统计证据。U Sco型和RS Oph型复发新星分别对应于WD + MS通道和WD + RG通道。大多数复发新星都具有非常大的WD(~> 1.35 Mo),并且在光学光变曲线上经常显示出与持续时间长的超软X射线相对应的平台相:这些性质表明WD质量增加。
2011-10-01 astro-ph.SR
The Role of Variations of Central Density Of White Dwarf Progenitors Upon Type Ia Supernovae
Ia型超新星(SNe Ia)加速宇宙膨胀的发现激发了人们对使用SNe Ia型事件作为标准宇宙学蜡烛以及作为暗能量基本物理学的探测的极大兴趣。最近对Ia超新星的观测表明,不同的宿主星系有着显著的星族差异。这些观测结果与超新星Ia Ni-56在恒星形成螺旋星系中的产生是一致的,这些星系的质量比椭圆星系高出0.1个太阳质量,因此比椭圆星系更明亮。我们提出了最近的全明星,3D模拟Ia型超新星,这可能有助于解释这种系统性的变化,在超新星Ia光度的性质,以及Ia爆炸机制的性质。这些见解最终可能会揭示暗能量本身的奥秘。
2010-04-30 astro-ph.SR
Four New Massive Pulsating White Dwarfs Including an Ultramassive DAV
我们报告了四个大质量($M > 0.8\,M_\odot$)ZZ Ceti白矮星的发现,包括一个超大质量$1.16\,M_\odot$星。我们从斯隆数字巡天数据发布7和数据发布10中获得了13颗白矮星的地基时间序列测光,其大气参数将它们置于ZZ Ceti不稳定带内。我们在三个目标(J1053,J1554和J2038)中检测到单周期脉动,并在J 0840中识别出三个脉动周期(173,327和797 s)。对其余9个物体的傅立叶分析未表明变异性高于$4\langle{A}\rangle$检测阈值。我们对J 0840的初步星震分析得出恒星质量为$M=1.14\pm 0.01\,M_{\odot}$,氢和氦包层质量为$M_H = 5.8 \times 10^{-7}\,M_{\odot}$和$M_{He}=4.5 \times 10^{-4}\,M_{\odot}$,预期核心结晶质量比为50-70\%。J1053、J1554和J2038的质量在$0.84-0.91 M_\odot$范围内,并且预期具有CO核;然而,考虑到其高质量,J 0840的核可能由高度结晶的CO或ONeMg组成。这些新发现的大质量结晶器代表了已知的CZ Ceti白矮星数量的显着增加,质量为$M > 0.85\,M_\odot$,J 0840的详细的星震模型将允许在CO和ONeMg核心白矮星中对结晶理论进行重大测试。
2017-02-10 astro-ph.SR
U Sco 2010 outburst: observational evidence of an underlying ONeMg white dwarf
本文介绍了2010年1月28日双星爆发后,在2010年3月至5月期间收集的U Sco星云光谱。光谱显示出强的[Ne V]和[Ne III]线,其可用于计算[Ne/O]的相对丰度。得到的值([Ne/O]=1.69)高于典型的[Ne/O]丰度发现的经典新星从CO的祖先,并建议U Sco有ONeMg白矮星的祖先。因此,U Sco不会爆炸成超新星Ia,而是坍缩成中子星或毫秒脉冲星。
2011-07-20 astro-ph.SR
The quest for blue supergiants: binary merger models for the evolution of the progenitor of SN 1987A
我们提出了一个详细的,系统的恒星演化研究的二进制合并的蓝超巨星(BSG)的祖先II型超新星的结果。特别是,这些是第一个演化模型,可以同时再现SN 1987 A的祖先$\text{Sk}-69\,^{\circ}202$的几乎所有观测方面,例如它在HR图中的位置,三环星云中氦和氮的富集,以及它爆炸前的寿命。基于Podsiadlowski 1992 et al.和Podsiadlowski 2007 et al.提出的合并模型,由一颗主序星组成,在合并结束时,它完全溶解在主红超巨星的共同外壳中。我们经验性地探索大的初始参数空间,例如原发性质量($15\,\text{M}_{\odot}$、$16\,\text{M}_{\odot}$和$17\,\text{M}_{\odot}$)、继发性质量($2\,\text{M}_{\odot}$、$3\,\text{M}_{\odot}$、. $8\,\text{M}_{\odot}$)和不同的深度,在合并过程中,次级穿透初级的He核心。合并的恒星的演化一直持续到铁芯崩溃之前,并计算了84个超新星前模型($16\,\text{M}_{\odot}-23\,\mathrm{M}_{\odot}$)的表面性质。在所研究的参数空间内,大多数前超新星模型是紧凑的,热的BSG,有效温度$>12\,\text{kK}$和半径$30\,\text{R}_{\o…
2017-03-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
Violent mergers of nearly equal-mass white dwarf as progenitors of subluminous Type Ia supernovae
亚发光Ia型超新星(SNe Ia)的起源长期以来一直没有任何解释,因为所有的克拉塞卡质量模型都有严重的问题来重现它们。最近,有人提出两颗0.9 M太阳的白矮星的剧烈合并可能导致类似1991 bg的超新星Ia事件。在这里,我们调查这种情况是否仍然适用于合并的两个白矮星的质量比小于1。我们的目标是确定在合并过程中仍然形成爆炸的质量比范围,因为只有这些事件才会导致超新星Ia。这一范围是人口综合的一个重要因素,也是判断假设是否可行的一个决定性因素。此外,我们进行了一个模型的分辨率研究。最后讨论了初始质量为0.9 M_sun的剧烈白矮星合并与类1991 bg超新星Ia的关系。最新版本的光滑粒子流体动力学代码Gadget3用于演化具有不同质量比的二元系统,直到它们合并。我们分析结果并寻找可能形成爆炸的热点。我们发现,合并的两个白矮星的主要白矮星质量约为0.9 M_sun和质量比大于约$0.8$强劲地达到我们所需要的条件,点燃爆炸,从而在合并本身产生热核爆炸。我们还发现,虽然我们的模拟还没有完全解决热点问题,但提高分辨率会导致更有可能引发爆炸的条件。(节略)
2011-02-07 astro-ph.SR
Discovery of a double detonation thermonuclear supernova progenitor
我们发现了一个新的双爆轰起源系统,它由一颗热亚矮星B(sdB)和一颗轨道周期为P = 76.34179(2)min的白矮星伴星组成。光谱观测是一致的sdB星在氦核心燃烧居住在极端的水平分支。嵌合体的光变曲线主要由sdB星的椭球形变形和同伴白矮星的弱食所控制。结合光谱和光变曲线拟合,我们发现一个低质量sdB星,$M_{\rm sdB}=0.383\pm0.028$ M $_\odot$与一个大质量白矮星伴星,$M_{\rm WD}=0.725\pm0.026$ M $_\odot$。从日食,我们发现一个黑体温度为26,800 K的白矮星,导致冷却年龄为$\approx$ 25万年,而我们的MESA模型预测的sdB年龄为$\approx$ 170万年。我们的结论是,sdB形成第一次通过稳定的质量转移,其次是一个共同的信封,导致形成的白矮星伴星$\approx$ 25万年前。利用MESA恒星演化程序,我们发现sdB星将在$\approx$ 600万年开始质量转移,在$\approx$ 6000万年白矮星将达到总质量为$0.92$ M $_\odot$,并具有厚的氦层$0.17$ M $_\odot$.这将导致爆炸,可能会摧毁白矮星在一个特殊的热核超新星。PTF1 2238 + 7430是第二颗被证实的双爆轰热核超新星。使用这两个系统,我们估计,至少有$\approx$ 1%的白矮星热核超…
2022-01-06 astro-ph.SR
A 1.05 $M_\odot$ Companion to PSR J2222-0137: The Coolest Known White Dwarf?
回收的脉冲星PSR J 2222 -0137是已知距离最近的中子星之一,视差距离为$267_{-0.9}^{+1.2}\,$ pc,轨道边缘朝上。我们测量系统中的夏皮罗延迟通过脉冲星定时与绿岸望远镜,推导出一个低脉冲星质量($1.20\pm0.14$ $M_\odot$)和一个高伴星质量($1.05\pm0.06$ $M_\odot$)符合无论是低质量中子星或高质量白矮星。我们可以在很大程度上拒绝中子星的假设,因为该系统的离心率极低(3e-4)--太低了,在正常情况下不可能是两颗超新星的产物。然而,尽管使用SOAR和凯克望远镜进行了深入的光学和近红外搜索,我们还没有发现该系统的光学对应物。只有当有效温度低于3000 K时,这才与白矮星假说相一致,这是一个对距离,质量和大气不确定性具有鲁棒性的极限。这将使PSR J2222-0137的伴星成为有史以来观测到的最冷的白矮星之一。为了使暗示的年龄与银河系的年龄一致,白矮星必须已经结晶并进入更快的德拜冷却状态。
2014-06-02 astro-ph.SR
Spectroscopic study of Ba and CEMP-s stars: Mass distribution of AGB progenitors
我们对7颗贫金属星(BD+75 348,BD+09 3019,HD 238020,HE 0319 -0215,HE 0507 -1653,HE 0930 -0018,HE 1023 -1504)进行了详细的高分辨率光谱分析,得到了它们的大气参数T $_{eff}$,log $g$,[Fe/H]和微湍流速度($ξ$)。发现金属度范围为-2.57 $<$ [Fe/H] $<$-0.42。估算了17种轻元素和12种重元素的丰度。我们将BD+75 348和BD+09 3019归类为强Ba星,HD 238020归类为弱Ba星,其余四颗天体归类为CEMP-s星。本文利用Hertzsprung-Russel(HR)图估算了Ba星的质量,并结合文献中205颗Ba星的数据,估算了Ba星的质量分布。我们还估计了初始质量的伴星AGB的程序星,以及质量的伴星AGB的159 Ba和36 CEMP-s从文献中,与参数模型为基础的分析,使用FRUITY模型的帮助。而温和的Ba星的主要质量分布峰值在3.7 M $_{\odot}$,对于强Ba星的峰值出现在2.5 M $_{\odot}$。因此,我们提出,祖先AGB的初始质量占主导地位的温和和强大的Ba星的形成控制。然而,在1.3-4.0 M $_{\odot}$的范围内,在Ba星的两个子类的祖星质量之间发现了明显的重叠,这可能表明其他因素,如金属丰度和轨道周期,…
2022-12-01 astro-ph.SR
The Dusty Progenitor Star of the Type II Supernova 2017eaw
我们提出了NGC 6946中II型超新星(SN II)2017eaw的可能祖先星的爆炸前测光。我们使用哈勃太空望远镜(HST)的SN 2017eaw图像与HST和斯皮策太空望远镜(Spitzer)成像进行相对天体测量,找到与其位置一致的单点源。我们在$>$ 40个时期的HST和斯皮策成像中检测到了发现前12.9年到43天的祖星。虽然在这段时期的大部分时间里,前身星的光度大致保持不变,但在爆炸前的最后3年里,$\sim$的$4.5~μ$ m光度增加了20%。我们解释明亮的中红外发射作为周围的祖系统的星周尘埃的签名。利用爆炸前的光度测量并假设有星周尘埃,我们发现其前身星很可能是一颗具有$\log(L/L_{\odot}) = 4.9$和$T = 3350$ K的红超巨星,被具有$R = 4000~R_{\odot}$和$T = 960$ K的$>2\times10^{-5}~M_{\odot}$尘埃壳层所掩盖。通过与单星演化轨迹的比较,我们发现该恒星的初始质量为$13~M_{\odot}$,质量损失率为$2\times10^{-7}~M_{\odot}~\text{yr}^{-1}$,与SN II恒星的演化轨迹一致.
2018-06-01 astro-ph.GA 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
A progenitor binary and an ejected mass donor remnant of faint type Ia supernovae
Ia型超新星是测量宇宙膨胀历史的最重要的标准烛光。一颗白矮星的热核爆炸可以解释它们所观察到的性质,但是无论是祖先系统还是任何恒星残骸都没有被最终确定。暗超新星Ia被认为起源于一颗白矮星的所谓双爆。当一颗近距离的伴星吸积了大量的氦后,这些氦被点燃,产生爆炸波,引发了白矮星本身的爆炸。我们在由一颗碳/氧白矮星和一颗热氦星组成的致密双星系统CD-30 11223中发现了浅凌日和食,使我们能够确定其组成部分的质量和基本参数。在未来,这个系统将把质量从氦星转移到白矮星。模拟这个过程,我们发现,在吸积氦层的爆炸是足够强大的触发核心爆炸。然后氦星将以如此大的速度喷出,以至于它将逃离银河系。这个残骸的预测属性与所谓的超高速恒星US 708非常匹配,US 708是一颗热的富氦恒星,以超过750公里/秒的速度移动,足以离开银河系。祖先和残骸的鉴定提供了一个一致的图片的形成和演化的暗Ia型超新星。
2013-04-16 astro-ph.SR
Uncovering the chemical structure of the pulsating low-mass white dwarf SDSS J115219.99+024814.4
脉动低质量白矮星是恒星质量在0.30~M $_{\odot}$和0.45~M $_{\odot}$之间的白矮星,由于引力模脉动而表现出光度变化。在这个质量范围内,它们可以同时拥有氦核和混合核,这取决于它们的祖先在前白矮星演化过程中是否经历过氦核燃烧。SDSS J115219.99 $+$ 024814.4是一个食双星系统,其中两个组成部分都是低质量白矮星,恒星质量分别为0.362 $\pm$ 0.014~M $_{\odot}$和0.325 $\pm$ 0.013~M $_{\odot}$。特别是,质量较小的部分是一颗脉动星,至少有三个脉动周期,分别为$\sim$ 1314 s、$\sim$ 1069 s和$\sim$ 582.9 s。这为利用星震学作为揭示其内部化学结构的工具,结合利用日食光变曲线模型获得的信息开辟了道路。为此,使用导致氦和混合核白矮星的二元演化模型,我们用\texttt{Gyre}计算了$\ell=1$和$\ell=2$重力模式的绝热脉动。我们发现,SDSS J115219.99 $+$ 024814.4系统的脉动组件必须有一个氢信封薄,从二进制演化计算得到的值,独立的内部组成。最后,从我们的星震学研究中,我们找到了一个最佳拟合模型,其特征为T $_{\rm e ff}=10\, 917$ K,M=0.338~M $_{\odot}$,M $_{\rm H}=1…
2021-12-06 astro-ph.SR
Type Ib and IIb supernova progenitors in interacting binary systems
我们探索性质的Ib型和IIb型SN的祖先,在二进制系统中的稳定的质量转移产生的,使用一个新的网格的恒星演化模型,从初始的主要质量范围为10 - 18 $\mathrm{M_\odot}$在太阳和大麦云云金属丰度。我们发现蓝色和黄色的超巨星SN IIb的祖先(例如,SN 2008 ax、SN 2011 dh、SN 2016 gkg)具有小于约0.15 $\mathrm{M_\odot}$的氢包封质量,这主要是由于具有相对低的初始质量和/或低金属度的早期情况B质量转移。红超巨星(RSG)SN IIb祖星(例如,SN 1993 J,SN 2013 df)是通过晚期情况B质量转移产生的,并具有更大质量的氢包层($M_\mathrm{H,env} > 0.15~\mathrm{M_\odot}$)。SN Ib祖细胞主要由早期Case B质量转移产生。我们的模型预测,在我们考虑的初始质量范围内,SN IIb祖细胞在光学($-8.0 \lesssim M_\mathrm{V} \lesssim -5.0$)方面比大多数SN Ib祖细胞($M_\mathrm{V} \gtrsim -5.0$)系统地更发光。然而,SN Ib iPTF 13 bvn的光学明亮祖先(即,$M_\mathrm{V} \simeq -6.5$)可以很好地解释为最终质量为$\sim 3.0~\mathrm{M_\odot}$…
2017-01-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Core-collapse supernova from a possible progenitor star of 100 M$_{\odot}$
在这项工作中,我们研究了大质量恒星的合成爆炸。我们选取一颗100 M的$_{\odot}$零年龄主序星,利用{ \tt MESA}对其进行演化,直到发生核心坍缩。然后,使用公开可用的恒星爆炸代码{ \tt STELLA}对得到的恒星模型进行爆炸。{ \tt STELLA}的计算结果为我们提供了辐射热光变曲线和光球速度演化以及超新星的其他物理性质。本文探讨了氢包层对超新星光变曲线的影响。我们还探讨了不同数量的镍质量的存在下,从这样的沉重的祖先,对他们的热光变曲线和光球速度的超新星的爆炸能量的变化的效果。
2022-05-31 astro-ph.HE astro-ph.SR
Production of Silicon on Mass Increasing White Dwarfs -- Possible Origin of High-Velocity-Features in Type Ia Supernovae
Ia型超新星(SNe Ia)在其早期阶段光谱中经常显示出高速吸收特征(HVFs),但HVFs的起源尚不清楚。我们发现,一个近1000亿塞卡质量的白矮星(WD)开发的富硅层的碳氧(CO)的核心爆炸之前,作为一个超新星Ia。我们计算了1.0 $M_\odot$、1.2 $M_\odot$和1.35 $M_\odot$ CO WD在连续氦壳层闪光中的核产额,这些WD以从$1 \times 10^{-7}~M_\odot$ yr $^{-1}$到$7.5 \times 10^{-7}~M_\odot$ yr $^{-1}$的几种质量吸积率吸积富氦物质。对于吸积速率为$1.6 \times 10^{-7}~M_\odot$ yr $^{-1}$的$1.35~M_\odot$ WD,表面层发展为氦燃烧灰,并由40%$^{24}$ Mg、33%$^{12}$ C、23%$^{28}$ Si和几个重量百分比的$^{20}$ Ne组成。对于$7.5 \times 10^{-7}~M_\odot$ yr $^{-1}$的较高质量吸积率,表面层由58%的$^{12}$ C、31%的$^{24}$ Mg和0.43%的$^{28}$ Si组成。对于$1.2~M_\odot$ WD,仅在较低的质量吸积率下产生硅($1.6 \times 10^{-7}~M_\odot$ yr $^{-1}$为2%)。在$1.0…
2018-07-11 astro-ph.SR
PG 1258+593 and its common proper motion magnetic white dwarf counterpart
我们将SDSS J130033.48+590407.0确定为研究充分的DA白矮星PG 1258+593(GD 322)的共同自行伴星。该系统位于68 +/- 3 pc的距离,其中16.1 +/- 0.1 arcsec的角间距对应于1091 +/- 7 AU的最小双星间距。SDSS J1300+5904是一颗冷磁白矮星(Teff = 6300 +/-300 K),其质量为B ~ 6 MG。PG 1258+593是一颗富氢(DA)的白矮星,Teff=14790 +/- 77 K,log(g)= 7.87 +/- 0.02。使用白矮星的质量-半径关系意味着SDSS J1300+5904和PG 1258+593的质量分别为0.54 +/- 0.06 Msun和0.54 +/- 0.01 Msun,因此冷却年龄相差1.67 +/- 0.05 Gyr。采用恒星模型的主序星寿命,我们推导出PG 1258+593的质量上限为2.2 Msun。PG 1258+593的合理初始质量范围为1.4 - 1.8 Msun,SDSS J1300+5904的合理初始质量范围为2 - 3 Msun。我们的分析表明,白矮星共同自行双星可以潜在地制约白矮星的初末质量关系和磁性白矮星的形成机制。SDSS J1300+5904的磁场与一颗Ap祖星一致。不能排除该系统的共同包络起源,但需要三重系统作为祖先。
2010-01-08 astro-ph.SR
Two Massive White Dwarfs from NGC 2323 and the Initial-Final Mass Relation for Progenitors of 4 to 6.5 M$_\odot$
我们用凯克低分辨率成像光谱仪观测了富疏散星团NGC 2323(M50)中的10颗白矮星候选者。光谱显示八颗是DA白矮星,其中六颗具有适合我们分析的高信噪比。其中两颗白矮星与单一演化的星团成员一致,都是高质量的$\sim$ 1.07 M $_\odot$,并给出了4.69 M $_\odot$的等效祖先质量。为了补充这些新的高质量白矮星并分析初末质量关系(IFMR),我们还从公开的数据中观察了30颗白矮星,它们大多都是高质量的($\gtrsim$ 0.9 M $_\odot$)。这些原始公布的数据表现出显著的分散性,为了测试这种分散性是真实的还是仅仅是系统学的结果,我们统一分析了白矮星的光谱,并采用了彻底的测光技术来获得其母星系团的统一星系团参数。由此产生的IFMR散射显着减少,认为质量损失率是不随机的性质,并在金属丰度和质量分析的范围内,在这项工作中,质量损失是不是高度敏感的金属丰度的变化。最后,当采用基于Y $^2$等时线的星系团年龄时,高质量IFMR的斜率仍然很陡,并且与中等质量白矮星的斜率一致,给出了3至6.5 M $_\odot$的祖先质量的线性IFMR。相比之下,当采用基于PARSEC等时线的稍年轻的星系团年龄时,高质量IFMR在4 M $_\odot$的初始质量附近有适度的周转。
2016-01-12 astro-ph.GA astro-ph.SR
The lowest metallicity type II supernova from the highest mass red-supergiant progenitor
红超巨星已经被证实是大多数富氢II型超新星的祖先。然而,虽然这些恒星的质量大于25 M $_\odot$,但探测到大于18 M $_\odot$的祖先仍然难以捉摸。红超巨星也有望在所有金属丰度下形成,但从低金属丰度祖先爆发的发现很少。在这里,我们报告的II型超新星,SN 2015 bs的观测,我们推断的祖先金属丰度$\leq$ 0.1 Z $_\odot$通过比较光球相光谱模型,和零年龄主序列质量17- 25 M $_\odot$通过比较星云相光谱模型。SN 2015 bs显示出正常的“平台”光变曲线形态和典型的光谱特性,暗示着它是一颗红超巨星的前身。这是第一个这样的高质量祖先的“正常”II型超新星的例子,表明高质量红超巨星爆炸和低金属量祖先之间的联系。
2018-05-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
The effect of $^{22}$Ne diffusion in the evolution and pulsational properties of white dwarfs with solar metallicity progenitors
由于$^{22}$ Ne的中子过剩量很大,这种同位素会迅速沉积在白矮星的内部。这个过程释放了额外的能量,从而延迟了白矮星的冷却时间。这影响了使用白矮星宇宙年代学得出的不同恒星群体的年龄。此外,在恒星内部区域过多的$^{22}$ Ne改变了布伦特-韦塞拉频率,从而改变了这些恒星的脉动性质。在这项工作中,我们讨论了太阳金属丰度祖先($Z=0.02$)对白矮星中$^{22}$ Ne沉降的影响。我们对质量为$0.528$、$0.576$、$0.657$和$0.833$ M $_{\sun}$的白矮星进行了演化计算,这些白矮星是从它们的祖先恒星的完整演化计算中得出的,从零年龄主序星开始,一直到中心氢和氦燃烧、热脉冲AGB和后AGB阶段。计算结果表明,在低光度($\log(L/L_{\sun})\la -4.25$)下,$^{22}$ Ne的沉降使具有太阳金属丰度祖星的白矮星的冷却延迟约1~Gyr.此外,我们还研究了$^{22}$ Ne的沉降对ZZ~Ceti白矮星脉动性质的影响。我们发现,$^{22}$ Ne沉降诱导这些恒星的周期差异大于目前的观测不确定性,特别是在更大质量的白矮星。
2016-04-06 astro-ph.GA astro-ph.SR cond-mat.stat-mech
Novel Model of an Ultra-stripped Supernova Progenitor of a Double Neutron Star
最近发现的双中子星(DNS)合并和超剥离超新星(SNe)提出了它们的起源和联系的问题。我们提出的第一个一维模型的DNS祖系统计算自洽,直到一个超剥离的铁芯崩溃。我们应用\texttt{MESA}程序从一个由$1.35\;M_\odot$ NS和$3.20\;M_\odot$零年龄主序星组成的后共包络双星开始,通过Case~BB Roche瓣溢出继续模拟,直到坍缩的铁芯的下落速度超过$1000\;{\rm km\,s}^{-1}$。这颗爆炸恒星的总质量为$\sim 1.90\;M_\odot$,由$\sim 0.29\;M_\odot$富氦包层、$\sim 1.61\;M_\odot$的CO核心和$\sim 1.50\;M_\odot$的富铁核心组成。由此产生的第二个出生的NS估计质量为$\sim 1.44\;M_\odot$,我们讨论了后SN系统的命运,以及第一个出生的NS的温和回收。根据初始条件,这一系列系统预计将重现LIGO网络检测到的DNS合并。
2021-10-06 astro-ph.HE astro-ph.SR
Luminosity distribution of Type II supernova progenitors
我为你们展示祖先的光辉($L$),直接从祖星光度测量和热辐射校正技术计算,或间接从祖星光度和[OI] $λλ$ 6300,6364线光度之间的经验相关性,自爆炸后350 d,$^{56}$ Ni质量,或爆炸后50 d的绝对$V$波段震级。为了校准这些相关性,我使用了12个SNe II,其原始光度是从原始光度测量得到的。我发现,上述的相关性是强大的,统计上显着的,并允许估计祖光度的精度在20%和24%之间。我校正SN样本的选择偏差和定义一个子样本的112 SNe II与祖光度之间的$\log(L/L_{\odot})=4.6$ dex,对应于完整性限制的校正后的样品,和最大观测到的祖光度的$\log(L/L_{\odot})=5.091$ dex。这个子样本的光度分布与LMC、SMC、M31和M33中的红超巨星(RSG)的光度分布在统计上是一致的,它们带有$4.6\leq\log(L/L_{\odot})\leq5.091$。这支持SN II祖细胞对应于RSG。相对于在RSG光度分布中观察到的,SN II祖细胞明显缺乏$\log(L/L_{\odot})>5.1$ dex,这被称为RSG问题,在$5.2\pm0.5\,σ$水平上是显著的。
2022-07-02 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
A hot subdwarf-white dwarf super-Chandrasekhar candidate supernova Ia progenitor
超新星Ia是明亮的爆炸事件,可以用来估计宇宙学距离,使我们能够研究宇宙的膨胀。据了解,它们是由一颗质量比太阳大的恒星的耗尽的核心形成的白矮星的热核爆炸造成的。然而,可能导致爆炸的祖先通道是一个长期存在的争论,限制了超新星Ia作为距离指标的精确度和准确性。在这里,我们展示了HD 265435,这是一个轨道周期小于一百分钟的二元系统,由一颗白矮星和一颗热亚矮星组成--一颗剥离核心氦燃烧星。该系统的总质量为1.65+/-0.25太阳质量,超过了稳定的白矮星的最大质量。由于引力波发射,该系统将在7000万年后合并,可能引发超新星Ia事件。我们使用这种检测的地方热亚矮星-白矮星双星超新星Ia祖先的贡献的限制。
2021-07-19 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
The explosion of 9$-$29$M_\odot$ stars as Type II supernovae : results from radiative-transfer modeling at one year after explosion
我们从最先进的爆炸模型出发,通过详细的核合成计算,提出了一组一年前II型超新星(SNe)辐射传输的非局域热力学平衡稳态计算。这个网格覆盖了初始质量在9到29 $M_{\odot}$之间的单星祖先,它们都是在太阳金属丰度和忽略自转的情况下用开普勒演化的。[OI] $λλ$ $6300,6364$线通量通常随祖细胞质量而增长,而H $α$表现出同样强的相反趋势。[CaII] $λλ$ $7291,\,7323$的强度在低$^{56}$ Ni质量、低爆炸能量或结块时增加。这CaII双峰,主要形成在爆炸产生的Si/S区,依赖于祖质量很少,但可能会加强,如果Ca $^+$占主导地位的H-丰富的发射区或如果Ca是丰富的O-丰富的区域。事实上,Si-O壳层合并之前,核心崩溃可能会提高钙双在OI双的代价,因此可能会模仿金属线强度较低的质量祖。我们发现,$^{56}$镍泡效应具有微弱的影响,可能是因为它太弱,导致在各个发射区的电离位移。我们的模拟结果与观测到的SNe II(包括SN 2008 bk)(例如,9 $M_{\odot}$型号)、SN 2012 aw(12 $M_{\odot}$型号)、SN 1987 A(15 $M_{\odot}$型号)或SN 2015 bs(25 $M_{\odot}$型号,无Si-O壳融合)。SNe II与窄线和低$^{56}$ Ni质量很好地匹配的9 $-$ 11…
2021-05-27 astro-ph.HE astro-ph.SR