A Study of Carbon Features in Type Ia Supernova Spectra
Ia型超新星(SNe Ia)的各种爆炸场景之间的主要区别之一是未燃烧(C+O)物质的剩余量及其在膨胀喷出物中的速度分布。虽然在超新星Ia的光谱中,在最大光之前的氧吸收特征并不罕见,但只有少数天体报告了强碳吸收的存在,通常是在最大光之前的阶段。报告的低频率的碳检测可能是由于低信噪比数据,低丰度的未燃烧材料,C II 6580和Si II 6355之间的线混合,喷出物的温度差异,不对称分布的影响,或这些的组合。然而,一项对已发表的前极大光谱的调查显示,比以前认为的更多的超新星Ia可能会表现出C II 6580的吸收特征和6300埃附近的线混合遗迹。在这里,我们提出了新的超新星Ia观测的光谱特征的C II 6580检测,并调查的存在下,C II 6580的光学光谱的19超新星Ia使用参数化的光谱合成代码,SYNOW。在我们的样本中,大多数表现出C II 6580吸收特征的物体都属于低速梯度子类型。我们的研究表明,富碳区域的形态是一致的球形分布或半球形的不对称性,支持最近的想法,即超新星Ia多样性可能是偏离中心点火加上观察者视线的影响。
2011-03-09 astro-ph.HE astro-ph.SR
Spectroscopic detection of Carbon Monoxide in the Young Supernova Remnant Cassiopeia A
我们报告的检测一氧化碳(CO)排放的年轻超新星遗迹仙后座A(Cas A)在波长对应于4.65微米的基本振动模式。我们获得了AKARI红外相机光谱朝向4个位置,明确地揭示了广泛的特征CO振转带谱线。观察到的位置包括在中心的未受冲击的喷出物,表明CO分子在喷出物中形成的早期阶段。我们沿着1弧分的长缝提取了Cas A的十几个光谱,并将这些光谱与局部热力学平衡中的简单CO发射模型进行比较,以获得所涉及的激发温度和CO质量的一阶估计。我们的观察表明,自330年前的爆炸以来,大量的碳可能被锁定在CO中。令人惊讶的是,CO并没有被有效地破坏与电离的He或由辐射核衰变产生的高能电子的反应。因此,我们的CO检测意味着超新星中形成碳质尘埃的碳比目前认为的要少,分子气体可以锁定超新星喷出物中大量的重元素。
2012-02-21 astro-ph.SR
Impacts of the New Carbon Fusion Cross Sections on Type Ia Supernovae
Ia型超新星(SNe Ia)被认为是白矮星(WD)的热核爆炸。它们的祖先还不太清楚。一个流行的场景是双简并(DD)场景,它将SNe Ia归因于WD-WD二元合并。WD合并的命运取决于$^{12}$ C+ $^{12}$ C反应的速率。最近,$^{12}$ C+ $^{12}$ C截面已被测量,使用特洛伊木马方法的数据分析表明,天体物理反应速率大于在天体物理温度下的常规速率,由于可能的共振。共振贡献导致碳燃烧着火温度降低。因此吸积导致的坍缩更容易发生,增加了银河系中子星的诞生率,DD方案对SNe Ia速率的贡献变得更小。
2018-10-02 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-ex
The white dwarf's carbon fraction as a secondary parameter of Type Ia supernovae
二元恒星演化计算预测,克拉塞卡质量的碳/氧白矮星(WD)的组成呈径向变化,核心碳耗尽。然而,最近许多Ia型超新星(SNe Ia)的多维模拟都假设WD的祖先具有均匀的化学成分。在这项工作中,我们探讨了不同的初始碳配置文件的祖WD的爆炸阶段和合成的观测值在Mesrasekhar质量延迟爆轰模型的影响。将光谱和光变曲线与观测值进行比较,以判断模型的有效性。爆炸阶段的模拟使用有限体积超新星代码LEAFS,这是扩展到治疗不同的组成的祖WD。合成观测量的计算与蒙特卡罗辐射转移程序ARTIS。碳和氧的结合能的差异导致碳贫化材料的较低核能释放;因此,形成的燃烧锋较弱,总核能释放较小。对于其他相同的条件,碳耗尽模型产生较少的Ni-56。比较具有相似Ni-56产率的不同模型,表明贫碳模型的喷出物中的动能较低,但在速度分布和谱线速度方面只有很小的差异。不同碳贫化模型的光变曲线宽度-光度关系(WLR)与观测到的WLR大致垂直,因此碳质量分数可能只是Ia超新星家族的次要参数。
2014-09-09 astro-ph.SR
Early formation of carbon monoxide in the Centaurus A supernova SN 2016adj
我们介绍了NGC 5128超新星SN 2016 adj在发现后的前两个月内的近红外光谱。我们报告的第一次泛音一氧化碳排放的检测在$\sim58.2$ d发现后,最早的检测CO在爆发的超新星之一。我们对CO排放进行建模,以推导出CO的质量、温度和速度,假设是纯的$^{12}$ CO和包含$^{13}$ CO的成分;后者的情况是陨石颗粒的同位素分析,这表明核心坍缩超新星可以合成大量的$^{13}$ C。我们的模型表明,虽然CO数据是充分解释纯$^{12}$ CO,他们不排除存在的$^{13}$ CO,限制$^{12}$ C/ $^{13}$ C $> 3$,第一个约束的$^{12}$ C/ $^{13}$ C比确定的近红外观测。我们估计红化的对象,和有效温度的能量分布在爆发。我们讨论了SN 2016 adj的喷出物是否可能是富碳的,红外数据告诉我们关于这颗超新星的分类,以及超新星中CO的早期形成可能对一般超新星中CO的形成有什么影响。
2018-08-14 astro-ph.SR
SN 1961V: A Pulsational Pair-Instability Supernova
我们探讨了各种模型,其中SN~ 1961 V,有史以来观测到的最神秘的超新星(SNe)之一,是一个脉动对不稳定超新星(PPISN)。成功的模型再现了主爆发的热光度曲线,在某些情况下,再现了爆发前一年和爆发后几年的排放量。所有模型都有富氦喷出物,散装氢的速度接近2000公里秒$^{-1}$,总动能从4到8 $\times 10^{50}$尔格。每一个最终都会留下一个黑洞遗迹。PPISN模型的三个子类进行了探讨,每个有两个不同的选择氦燃烧后的碳丰度。碳是一个重要的参数,因为壳碳燃烧可以削弱爆炸。这三个子类对应的情况下,SN~ 1961 V和它的直接余辉是:a)一个单一的事件; b)两个或两个以上的脉冲事件的第一个相隔几十年或几百年;或c)一个复杂的爆炸,已经持续了一年或更长时间的后期阶段。在低碳的情况下,SN~ 1961 V的前身的主序质量应该是100到115 \Msun ;它的前SN氦核质量是45到52 \Msun ;最后的黑洞质量是40到45 \Msun。对于高碳情况,这些值大约增加20%至25%。在一些PPISN模型中,一个$\sim10^{40}$ erg的$^{-1}$恒星状物体可能仍然在SN~ 1961 V的位置发光,但它更有可能被一个巨大的吸积黑洞所取代。
2022-05-12 astro-ph.HE 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
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
Carbon Deflagration in Type Ia Supernova: I. Centrally Ignited Models
Ia型超新星(SNe Ia)的一个主要模型始于一颗靠近克拉塞卡质量的白矮星,它点燃了靠近中心的一个简并热核逃逸并爆炸。在一系列的论文中,我们将探讨在这样的矮星内的几个位置点火的后果。在这里,我们假设中心点火,这在以前已经被探索过,然而,这个问题值得重新审视,即使只是为了验证以前的研究并进一步阐明未来工作的相关物理学。一个半径约为100公里的热铁灰扰动球初始化在恒星的中间。随后的爆炸是在几个模拟使用加厚火焰模型,其中火焰速度是固定的-在预期的范围内从湍流燃烧-或基于本地湍流强度。包括爆炸能量和体核合成(例如,56 Ni为0.48- 0.56 $\Msun$)在内的全局结果对该速度不敏感。在所有完成的运行中,核燃烧释放的能量足以使恒星脱离束缚,但不足以提供典型的Ia型超新星的能量和亮度。如前所述,在典型事件中观察到的化学分层没有重现。这些模型在中心低速区产生了大量的未燃碳和氧,这与光谱观测不一致,并且在爆炸过程中中间质量元素和铁族元素强烈混合。
2013-05-10 astro-ph.HE astro-ph.SR
A systematic study of carbon-oxygen white dwarf mergers: mass combinations for Type Ia supernovae
两颗碳氧(CO)白矮星(WD)的合并被认为是Ia型超新星的祖先。基于光滑粒子流体动力学(SPH)模拟,以前的研究认为,合并的CO WD导致一个超新星Ia爆炸无论是在动态合并阶段或静止旋转合并残留阶段。然而,导致超新星Ia的CO WD的质量范围尚未明确确定。在目前的工作中,我们进行系统的SPH合并模拟WD群众范围从$0.5~M_{\odot}$到$1.1~M_{\odot}$与更高的分辨率比以前的系统调查,并检查是否发生碳燃烧动态或quiescently在每个阶段。我们进一步研究了超新星爆炸的可能性,并估计了导致超新星爆炸的CO WDs的质量范围。我们发现,当两个WD都很大时,即,在$0.9~M_{\odot} {\le} M_{1,2} {\le} 1.1~M_{\odot}$的质量范围内,它们可以在合并阶段爆炸为超新星Ia。另一方面,当质量更大的WD处于$0.7~M_{\odot} {\le} M_{1} {\le} 0.9~M_{\odot}$范围内且总质量超过$1.38~M_{\odot}$时,它们最终会在静止旋转合并残余相中爆炸。我们估计CO WD合并对我们银河系中整个SN Ia速率的贡献为${\lt} 9\%$。因此,用CO WD合并来解释所有的Ia超新星可能是困难的。
2015-05-27 astro-ph.HE astro-ph.SR
A non-pulsating neutron star in the supernova remnant HESS J1731-347 / G353.6-0.7 with a carbon atmosphere
内容:位于超新星遗迹壳HESS J1731-347 / G353.6-0.7中心的CCO候选者没有显示出脉动,并显示出类似黑体的X射线光谱。如果没有脉动被解释为发射表面区域是整个中子星表面的证据,那么测量到的通量是由于黑体发射的假设转化为源距离,这与目前对遗迹距离的估计不一致。目的:利用现有的最佳观测数据,我们将脉冲周期搜索扩展到亚毫秒时间尺度,并使用碳大气模型来描述CCO的X射线光谱,并估计中子星的几何参数。方法:为了寻找脉动,我们使用了XMM-牛顿在定时模式下进行的源观测数据。对于光谱分析,我们使用早期的XMM-牛顿观测在成像模式下进行,这允许更准确地处理背景。用于拟合CCO光谱的碳大气模型是在假设流体静力学和辐射平衡的情况下计算的,并考虑了压力电离和谱线的存在。结果如下:我们的时序分析没有发现任何脉动的脉冲分数以上~8%下降到0.2毫秒。这一发现进一步支持了假设,即发射表面区域是整个中子星表面。碳大气模型提供了一个很好的适合CCO光谱,并导致与可用的距离估计的残余物一致的归一化。导出的质量和半径的源的约束是一致的中子星的质量和半径的合理值。在Cas A中的CCO之后,HESS J1731-347 / G353.6-0.7中的CCO是此类中的第二个对象,其中碳大气模型提供了X射线发射的一致描述。
2013-07-04 astro-ph.HE astro-ph.SR
SN 2017hpa: A Nearby Carbon-Rich Type Ia Supernova with a Large Velocity Gradient
我们提出了广泛的,良好的采样光学和紫外光度和光谱的Ia型超新星(SN Ia)2017 hpa。光变曲线表明SN 2017 hpa是一个正常的SN Ia,绝对峰值为$M_{\rm max}^{B} \approx$ -19.12 $\pm$ 0.11 mag,峰后衰减率为\mb 1 = 1.02 $\pm$ 0.07 mag。我们得到了1.25 $\times$ 10 $^{43}$ erg s $^{-1}$的峰值亮度和0.63 $\pm$ 0.02 $M_{\odot}$的$^{56}$ Ni质量。SN 2017 hpa的光谱演化与正常SNe Ia的光谱演化相似,但其速度演化异常快速,与SN 1991 bg类SNe Ia或SNe Ia的高速亚类相似,峰后速度梯度为$\sim$ 130 $\pm$ 7 km s $^{-1}$ d $^{-1}$。此外,其早期光谱($t < -7.9$ d)显示出显著的\CII ~ $λ$ 6580吸收特征,在近最大光光谱中消失,但在最大光后的$t \sim +8.7$ d ~ $t \sim +11.7$ d阶段又重新出现。这意味着一些未燃烧的碳可能会深入内层,并得到SN 2017 hpa观测到的低\CII ~ $λ$ 6580与\SiII ~ $λ$ 6355速度比($\sim 0.81$)的支持。\OI ~ $λ$ 7774谱线显示出与碳相似…
2021-01-21 astro-ph.HE astro-ph.SR
Carbon monoxide formation and cooling in supernovae
在对超新星光谱(SNe)进行建模时,分子物理学的包含是一个重要的部分,往往会从谜题中消失。分子对光谱有直接的影响,特别是在红外线上,并且由于它们对某些物理条件(如温度)的影响而产生间接影响。在本文中,我们的目标是研究分子的形成和非局部热力学平衡(NLTE)冷却,特别关注CO,超新星中最常见的分子。我们还旨在确定超新星化学对物理参数的依赖性和对速率不确定性的相对敏感性。我们实施了一个化学动力学的分子的破坏和形成的描述到SN光谱合成代码SUMO。此外,选定的分子耦合到完整的NLTE水平的人口框架,因此,我们将分子NLTE冷却到温度方程。我们产生了一个测试模型的CO形成SN 1987A之间的150和600天,并调查所得的分子质量的灵敏度输入参数。我们发现,有一个密切的相互依赖性之间的热演化和CO的形成量,主要是通过一个重要的温度敏感的CO破坏过程与O+。几百天后,一氧化碳完全控制了超新星氧碳区的冷却,因此,几乎没有光辐射。计算的CO质量尺度的不确定性近似线性与典型的不确定性因素为个人利率。我们展示了如何分子质量可以潜在地用于约束超新星的各种物理参数。
2020-08-07 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
SN 2019ewu: A Peculiar Supernova with Early Strong Carbon and Weak Oxygen Features from a New Sample of Young SN Ic Spectra
随着高节奏的全天空自动化调查的出现,超新星(SNe)现在比以往任何时候都更接近爆炸日期。然而,年轻的前最大光后续光谱的Ic型超新星(SNe Ic),可能产生于最剥离的大质量恒星,仍然罕见,尽管他们的重要性。在本文中,我们提出了一组49光学光谱观测与拉斯坎布雷斯天文台通过全球超新星计划6 SNe Ic,包括共17个前极大光谱,其中8个观察到一个多星期前的V波段最大光。该数据集将公开可用的前最大光SN Ic光谱的总数增加了25%,并且我们提供了公开可用的SNID模板,这将大大有助于未来快速识别年轻的SNe Ic。我们提出了详细的分析,这些光谱,包括铁II 5169速度测量,O I 7774线强度,和连续的形状。我们将我们的结果与文献中已发表的剥离超新星样本进行比较,并在我们的样本中找到一个突出的SN。SN 2019 ewu具有SN Ic的独特特征组合:极蓝的连续光谱,高吸收速度,在最大光之前几乎2周的P-天鹅座形状特征,TARDIS辐射转移模型将其归因于C II而不是H $α$,以及弱或不存在的O I 7774吸收特征,直到最大光。
2022-11-08 astro-ph.HE astro-ph.SR
He-accreting carbon-oxygen white dwarfs and type Ia supernovae
碳氧白矮星(COWD)的吸积作用在研究Ia型超新星(SNe Ia)的形成过程中起着重要的作用。利用MESA恒星演化程序,计算了氦吸积COWD的长期演化。以往的研究通常认为WD在稳定的He燃烧区质量可以增长到Alasekhar极限,并最终产生Ia超新星。然而,在这项研究中,我们发现,如果吸积速率超过临界值(~2.05*10^{-6}{M $_\odot$ }{yr}^-1),则在稳定的He燃烧区会发生偏心碳点火,导致吸积诱导的坍缩,而不是超新星Ia。如果吸积速率低于临界值,爆炸性碳点火将最终在中心发生,产生Ia型超新星。考虑到偏离中心的碳点火的可能性,我们已经重新确定了初始参数空间,产生SNe Ia在他的恒星供体通道,一个有前途的渠道,以产生SNe Ia在年轻的人口。由于该参数空间小于Wang等人(2009)先前研究中发现的参数空间,因此SN Ia发生率也相应较小。我们还确定了爆炸性碳点火时刻的He吸积WDs的化学丰度分布,这可以作为Ia超新星爆炸模型的初始输入。
2017-08-23 astro-ph.SR
Systematic Investigation of Very Early-Phase Spectra of Type Ia Supernovae
本研究通过TARDIS蒙特卡罗辐射转移代码对Ia型超新星极早期光谱建模,发现最外层成分与抛射物密度密切相关,揭示了可能对应不同前身星通道的高密度贫碳和低密度富碳两个演化序列。
2023-09-17 astro-ph.HE astro-ph.SR
Chemical Enrichment in the Carbon-enhanced Damped Lyman $α$ System
我们表明,最近观察到的元素丰度图案的富碳贫金属阻尼莱曼$α$(DLA)系统是在极好的协议与核合成产额的微弱核心坍缩的原始恒星。所观察到的丰度模式与对不稳定超新星的核合成产率不一致。DLA的丰度模式与富碳极贫金属(EMP)星的丰度模式非常相似,来自低质量星和/或双星效应的贡献在DLA中应该非常小。这表明第一个星系中第一颗恒星的化学富集是由来自$\sim 20-50 M_\odot$恒星的核心坍缩超新星驱动的,也支持超新星作为银河系EMP星富集源的假设。
2011-02-11 astro-ph.CO astro-ph.SR
It's always the quiet ones: Single Degenerate Double Detonation Type Ia Supernova from Quiescent Helium Accretion
Technion — Israel Institute of Technology(以色列理工学院);Azrieli College of Engineering(阿茨里工程学院);The Open University of Israel(以色列开放大学)
研究单退化氦吸积碳氧白矮星通过亚 Chandrasekhar 质量双点火路径形成Ia型超新星,通过多维水动力模拟验证了静默条件下的双点火机制。
2026-03-24 astro-ph.HE astro-ph.SR
On the fate of the secondary white dwarf in double-degenerate double-detonation Type Ia supernovae
Ia型超新星的起源系统和爆炸机制仍然是未知的。目前最受青睐的祖先包括双简并系统,由两个碳氧白矮星和薄氦壳组成。在双爆方案中,剧烈的吸积导致氦在质量更大的主白矮星上爆炸,在其核心变成碳爆炸并将其爆炸。我们研究了次级白矮星的命运,重点是如果次级白矮星也爆炸而不是幸存下来,爆炸的喷出物和可观测量的变化。我们模拟了一个$1.05\,\mathrm{M_\odot}$和一个$0.7\,\mathrm{M_\odot}$碳氧白矮星的双星系统,每个都有$0.03\,\mathrm{M_\odot}$氦壳。我们遵循系统自洽地从螺旋到点火,通过爆炸,到合成观测。我们证实,主要的白矮星爆炸自洽。然而,第二颗白矮星周围的氦爆炸并没有引发碳爆炸。我们重新开始模拟点燃二级白矮星中的碳爆炸,并比较两次爆炸的喷出物和可观测量。我们发现在$v~>~15\,000$ \,km\,s $^{-1}$处的外层喷出物是不可分辨的。直到爆炸后的$\sim~40\,\mathrm{d}$,光变曲线和光谱都非常相似,喷出物比猛烈合并模型更接近球形。内部喷出物的差异显着减缓的下降速率的测辐射热的光变曲线后,最大的模型与二次爆炸的$\sim20$百分之。我们预计未来的合成三维星云光谱,以确认或排除任何一种模型。
2022-10-25 astro-ph.HE astro-ph.SR
Nucleosynthesis in a Primordial Supernova: Carbon and Oxygen Abundances in SMSS J031300.36-670839.31
SMSS J031300.36-670839.3(以下简称SM 0313 -6708)是一颗次巨星晕星,没有可探测到的Fe线,C和Mg相对于Ca的丰度很高。我们获得了延伸至3060埃的VLT-UVES光谱,显示出强的OH A-X谱带线,使得能够导出氧丰度。SM 0313 -6708中OH A-X带线比CH C-X带线强得多。光谱合成拟合表明[O/C]比为0.02 +-0.175。我们的高S/N UVES数据还使我们能够将Fe丰度极限降低到[Fe/H]{3D},NLTE < -7.52(3 sigma)。这些数据支持了我们之前的假设,即这颗恒星是由一颗大质量恒星第三星族超新星的贫铁喷出物形成的。
2015-05-15 astro-ph.SR
Runaway Dwarf Carbon Stars as Candidate Supernova Ejecta
矮碳(dC)星SDSS J 112801.67 +004034.6有一个异常高的径向速度,531 $\pm 4$ km s $^{-1}$。我们提出自行和新的光谱观测,这意味着一个大的银河系静止帧速度,425 $\pm 9$公里秒$^{-1}$。其他几颗SDSS dC恒星也被推断有非常高的银河系中心速度,同样每一颗都是基于高的日心径向速度和自信地探测到的自行。在矮星的光谱中,极高的速度和$C_2$带的出现都是罕见的。银河系中心附近的通道可以将恒星加速到如此极端的速度,但SDSS J1128的大轨道角动量排除了这种解释。双星系统中的超新星抛射或其他恒星对双星的破坏都是可能的,特别是当dC星被认为是通过演化的伴星的质量转移获得其光球层$C_2$时。
2016-12-03 astro-ph.GA astro-ph.SR
Incomplete carbon-oxygen detonation in Type Ia supernovae
在白矮星的低密度外层可能发生不完全的碳-氧爆轰,在12 C +12 C反应(C-爆轰)中,12 C燃烧后反应终止。以前对低密度下碳-氧爆轰结构和稳定性的研究是在假设爆轰波的“速度”来自碳和氧完全燃烧成铁的情况下进行的。事实上,当密度小于10^6 g/cm 3时,超新星Ia的爆炸释放的能量可能不到现有核能的一半。本文研究了这类爆轰波的基本性质。我们发现,一个无支撑的稳态C-爆轰的长度是30-100倍以上,比以前估计的,减少的能量有一个剧烈的爆轰稳定性的影响。与一维稳定的完全爆轰相反,C爆轰可能是一维不稳定的,并通过自发燃烧周期性地重新点燃自己来传播。rho < 10^6 g/cm 3时的重燃期估计大于SNIa爆炸的时间尺度。这表明在这些密度下C爆轰的传播和猝灭可能受到不稳定性的影响。这种效应的潜在观测影响进行了讨论。
2011-02-04 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Early-Time Observations of SN 2023wrk: A Luminous Type Ia Supernova with Significant Unburned Carbon in the Outer Ejecta
本研究通过SN 2023wrk的早期测光和光谱观测,发现其具有强碳吸收线和复杂碳线演化,揭示燃料与灰烬的宏观混合,支持脉动延迟爆燃或富碳周介质模型,并探讨了富碳Ia超新星的多样性。
2024-07-22 astro-ph.HE astro-ph.SR hep-ph
Neutronization During Carbon Simmering In Type Ia Supernova Progenitors
当Ia型超新星(SN Ia)的前身首先点燃核心中的碳时,它在热核失控开始之前经历了${\sim} \,10^{3}-10^{4} \,$年的对流燃烧。这个碳沸腾阶段对于确定白矮星的热剖面和成分很重要。使用\texttt{MESA}恒星演化代码,我们遵循这种对流燃烧,并检查富中子同位素的生产。SN燃料的中子含量对随后的核合成具有重要影响,特别是对次级Fe峰核如Mn和稳定Ni的产生具有重要影响。这些元素已经在超新星遗迹如第谷、开普勒和3C 397的X射线光谱中被观测到,它们的产额可以为研究Ia超新星的物理学及其祖先的性质提供有价值的见解。我们发现慢炖过程中的弱反应最多只能产生${\approx} \, 3 \times 10^{-4}$的中子过剩。这是${\approx} \, 8 \times 10^{-4}$低于在以前的研究中发现的,没有考虑到整个密度和温度分布的沸腾区域。我们的研究结果表明,祖金属丰度是主要贡献者的中子过剩的超新星Ia燃料$Z \gtrsim 1/3 \, Z_{\odot}$。或者,在较低的金属丰度,这种中子过剩提供了一个地板,应该存在于任何中心点燃的SN~Ia的情况。
2016-07-20 astro-ph.SR
Missing Red Supergiants and Carbon Burning
最近对II型核心坍缩超新星祖先的直接成像研究表明,在$M_{\rm ZAMS}\sim 16-20$ M $_\odot$附近可能存在一个阈值,在这个阈值处,具有较大出生质量的红超巨星似乎不会导致超新星爆炸,而是直接坍缩成黑洞。在这项研究中,我们认为,这不是一个巧合,这个阈值密切匹配的临界过渡中心碳燃烧的大质量恒星从对流到辐射制度。在较轻的恒星中,碳在中心对流燃烧,导致致密的最终超新星核心,可能导致爆炸,而在过渡后的较重恒星中,它作为辐射火焰燃烧,恒星核心变得更加难以爆炸。利用KEPLER程序,我们证明了这种跃迁对$^{12}$ C $(α,γ)^{16}$ O反应速率和过冲混合效率的敏感性,并认为爆炸红超巨星的质量上限可以用来约束大质量恒星演化计算中不确定的输入物理。在最近发表的各种小组和代码的模型中,对应于中心碳燃烧过渡的初始质量范围从14到26 M $_\odot$,只有少数与直接成像研究推断的估计一致。
2019-12-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
Mass retention efficiencies of He accretion onto carbon-oxygen white dwarfs and type Ia supernovae
Ia型超新星(SNe Ia)在研究宇宙学和星系化学演化中起着至关重要的作用。它们被认为是碳氧白矮星(CO WD)的热核爆炸,当它们的质量达到双星系统中的克拉塞卡质量极限时。以前的研究表明He novae可能是SNe Ia的祖先候选者。然而,氦新星爆发期间的质量保持效率仍然是不确定的。在这篇文章中,我们的目的是研究质量保留效率的He新星爆发,并调查是否可以通过He新星爆发产生Ia超新星。利用恒星演化程序Modules for Experiments in Stellar Astrophysics,模拟了一系列初始WD质量为0.7 ~ 1.35 Msun,吸积速率不同的多周期He层闪光。得到了不同初始WD质量下He新星爆发的质量保持效率,可用于双星总体合成研究。在我们的模拟中,He新星爆发可以增加WD的质量到Ekrasekar质量极限,并且可以在WD的中心触发爆炸性碳燃烧;这表明He新星爆发可以产生Ia超新星。同时,本工作中的质量保留效率低于以前的研究,这导致通过WD + He星通道的SNe Ia出生率较低。此外,我们还得到了爆炸碳燃烧瞬间的元素丰度分布,可以作为Ia超新星爆炸模型研究的初始输入参数。
2017-08-25 astro-ph.SR
The chemistry of population III supernova ejecta: II - The nucleation of molecular clusters as a diagnostic for dust in the early universe
我们研究形成的分子前体尘埃在第三星族超新星喷出物使用化学动力学方法。我们的工作重点是零金属丰度20 Msun和170 Msun的祖先,我们认为完全宏观混合和未混合喷出物。用一个新的化学反应网络描述了小分子硅、金属氧化物和硫化物、纯金属和碳团簇的成核阶段。我们考虑的临界成核率的压力依赖性的影响,并测试微观混合的He+对碳尘形成的影响。170 Msun的超新星前身的未混合喷出物合成了约5.6 Msun的小星团,而20 Msun的对应物产生了约0.103 Msun。我们的研究结果指出,在喷出物中形成的尘埃量较少。III超新星的系数~ 5相比,由以前的研究得出的值,并不同的尘埃化学成分。这种偏差是由于一些错误的假设,不恰当地使用经典的成核理论来模拟尘埃的形成,以及忽略了超新星喷出物中分子的合成。大质量的Pop. III超新星的未混合喷出物主要形成二氧化硅和/或硅酸盐,以及纯硅颗粒,而它们的低质量对应物则形成以二氧化硅和/或硅酸盐为主的尘埃混合物,纯硅和铁硫化物。无定形碳只能在富碳区缺乏He+的喷出物中凝聚。第一次尘埃富集的原始气体在早期宇宙从Pop. III大质量超新星主要包括纯硅,二氧化硅和硅酸盐。如果碳尘存在于红移z> 6处,则必须考虑其他尘埃源。
2010-02-16 astro-ph.CO astro-ph.SR
The Type II SN 2025pht in NGC 1637: A Red Supergiant with Carbon-rich Circumstellar Dust as the First JWST Detection of a Supernova Progenitor Star
本研究通过HST和JWST成像首次在NGC 1637中探测到SN 2025pht的红超巨星前身星,发现其被富碳星周尘埃严重红化,为II型超新星前身星研究提供了新见解。
2025-08-14 astro-ph.HE astro-ph.SR
Double-Degenerate Carbon-Oxygen and Oxygen-Neon White Dwarf Mergers: A New Mechanism for Faint and Rapid Type Ia Supernovae
Ia型超新星(SNe Ia)起源于碳氧白矮星(CO WD)的热核爆炸,产生发光的光学瞬变。一个相对常见的各种亚发光超新星Ia事件,被称为超新星Iax,被认为是由一个CO WD的爆炸失败。本文在合并白矮星的双简并通道背景下研究了爆轰失败的Ia超新星。特别是,我们已经进行了第一次完全三维模拟的合并的一个ONe WD与CO WD。虽然热的,潮汐破坏的富碳盘材料起源于CO WD二次是容易受到爆炸在这样的合并,ONe WD的主要核心是不是。这种合并产生了一个失败的爆炸,导致少量的质量喷射,并留下了一个被踢的,由核燃烧产物的回落而富集的超rasekhar ONe WD残留物。由此产生的爆发是一个快速衰落的光学瞬态与少量的放射性$^{56}$ Ni供电的光变曲线。因此,ONe-CO WD合并自然产生非常微弱和快速衰落的瞬变,甚至比迄今为止观测到的最微弱的Iax型事件,如SN $2008$ ha和SN 2010 ae还要微弱。比这里考虑的更大质量的ONe原色可能会产生更亮和更长持续时间的瞬变。
2018-10-31 astro-ph.SR
Production of the p-Process Nuclei in the Carbon-Deflagration Model for Type Ia Supernovae
我们计算了Ia型超新星(SNe Ia)的碳爆燃模型中的富质子同位素核合成。种子丰度通过计算的s-过程核合成,预计发生在重复的氦壳闪烁的碳-氧(CO)白矮星(WD)在质量吸积过程中从一个二进制的同伴。当爆燃波通过CO WD的外层时,在峰值温度为1.9~3.6 × 10^9 K的区域内,s核发生光致蜕变反应,产生p核。我们确认的敏感性的p-过程上的初始分布的s-核。我们发现,在WD中的初始C/O比并没有太大的影响p-核的产量。另一方面,在s-处理之后剩余的22 Ne的丰度经由22 Ne(α,n)反应对p-处理具有大的影响。我们发现,约50%的p-核素共同生产时,归一化到他们的太阳丰度在所有采用的情况下的种子分布。Mo和Ru在II型超新星(SNe II)中的产量很大程度上不足,尽管相对于其他p-核素的产量水平,它们的产量比SNe II更多。喷出物中p-核和铁之间的比率比太阳比率大1.2倍。我们还比较了SNe Ia和SNe II中氧、铁和p-核素的产率,并认为SNe Ia对太阳系p-核含量的贡献可能大于SNe II。
2010-11-17 astro-ph.SR
Carbon Monoxide in the Cold Debris of Supernova 1987A
我们报告的光谱和成像观测冷CO和SiO的SN 1987 A,第一次这样的发射在超新星遗迹中检测到的喷出物的旋转转变。除了CO J=1-0,2-1,6-5和7-6跃迁的线光度外,我们还提供了J=13-12的所有其他跃迁的上限,这些跃迁是由阿塔卡马大型毫米波阵列(ALMA),阿塔卡马探路者实验(APEX)和赫歇尔光谱和光度成像接收器(SPIRE)共同测量的。简单的模型显示,这些谱线是从至少0.01太阳质量的CO在> 14 K的温度下发射的,被限制在以~ 2000 km/s膨胀的球形体积的至多35%之内。此外,我们将发射定位在中心碎片的1“以内。这些观测结果,以及对SiO的部分观测,证实了超新星遗迹中存在冷分子气体,并提供了对喷出物中物理条件和化学过程的深入了解。此外,我们展示了强大的新窗口超新星喷出物提供的亚毫米观测。
2013-07-24 astro-ph.SR
Carbon-Oxygen Classical Novae are Galactic $^7$Li Producers as well as Potential Supernova Ia Progenitors
本研究通过一维流体动力学模拟发现,碳氧白矮星上的经典新星爆炸不仅为银河系贡献了大量$^7$Li,且白矮星质量在吸积-爆发循环中不断增长,是超新星Ia的重要前身星通道。
2019-10-01 astro-ph.HE astro-ph.SR
Production of heavy $α$-elements and $^{44}$Ti in Cas A: comparison to abundances from 1D core-collapse supernova models and evidence for Carbon-Oxygen shell mergers
University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);Konkoly Observatory, Research Centre for Astronomy and Earth Sciences, HUN-REN(孔科利天文台,匈牙利研究与教育网络天文学与地球科学研究中心);CSFK HUN-REN, MTA Centre of Excellence(匈牙利研究与教育网络孔科利天文学研究所,匈牙利科学院卓越中心);Istituto Nazionale di Fisica Nucleare - Laboratori Nazionali del Sud(意大利国家核物理研究所 - 南部实验室);Los Alamos National Laboratory(洛斯阿拉莫斯国家实验室);University of Manitoba(曼尼托巴大学);Bavarian Geoinstitute (BGI), University of Bayreuth(拜罗伊特大学巴伐利亚地质研究所)
研究通过比较核心坍缩超新星模型与Cas A观测,发现碳氧壳层合并显著影响核合成,尤其通过氩/氖比值证明合并存在,且⁴⁴Ti产量可能超出反冲击波范围。
2026-03-25 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Light curves of the explosion of ONe WD+CO WD merger remnant and type Icn supernovae
本文通过模拟氧氖与碳氧双白矮星并合残余物爆炸的光变曲线,考察抛射物质量、爆炸能量、Ni56质量及CSM参数,发现该模型可解释SN 2019jc,为Icn型超新星提供新前身星通道。
2024-05-11 astro-ph.HE astro-ph.SR
Type Ia Supernova Models and Progenitor Scenarios
本文综述了Ia型超新星(SNe Ia)的起源系统与爆发机制之间关系的理论研究进展。(1)DD-subCh:在双C+O白矮星并合(DD方案)中,如果在早期动力学阶段在白矮星(WD)表面附近诱发碳爆轰,则可能导致亚阿布拉塞卡质量爆炸(有效)。(2)DD-Ch:如果没有表面C-爆轰被点燃,WD可以增长,直到达到Ekrasekhar质量,但结果取决于是否静态碳壳燃烧被点燃,并燃烧C+O到O+Ne+Mg。(3)SD-subCh:在单简并(SD)情况下,如果He壳闪光变强而引起He爆轰,则导致亚钱德拉爆炸。(4)SD-CH:如果氦壳闪光不够强烈,它们仍然在爆炸前的C+O WD表面附近产生了令人感兴趣的量的Si和S。在钱德拉质量爆炸中,中心密度高到足以产生电子捕获元素,例如,稳定镍-58观测星云光谱中Ni的发射线,为子钱德拉与钱德拉问题提供了有用的诊断。最近对Ia超新星表面附近相对低速碳的观测也为爆炸模型提供了有趣的约束。
2013-02-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
The origin of the most iron-poor star
我们从最近发现的$\rm [Fe/H]<-7.1$恒星SMSS J 031300(Keller et al. 2014)开始研究碳增强贫金属(CEMP)恒星的起源。我们发现,在SMSS J 031300表面上观察到的元素丰度可以很好地拟合的微弱,无金属,超新星的产量。使用适当校准的微弱超新星爆炸模型,我们研究,第一次,在这样的富碳,贫铁超新星喷出物的尘埃颗粒的形成。计算假设未混合和均匀混合的喷出物,并考虑到部分破坏的超新星反向冲击。我们发现,由于除了碳之外难熔元素的缺乏,无定形碳是形成的唯一颗粒种类,碳凝聚效率在(0.15-0.84)之间,导致粉尘产率在(0.025-2.25)M $_{\odot}$范围内。我们遵循这些微弱的超新星爆炸的产品丰富的恒星形成云的崩溃和碎片,我们探索精细结构线冷却和尘埃冷却所发挥的作用。我们表明,即使在崩溃过程中的颗粒生长有一个小的影响的尘埃与气体的比例,由于C耗尽到CO分子在崩溃的早期阶段,形成CEMP低质量的恒星,如SMSS J 031300,可以触发尘埃冷却和碎片。模型预测和对C-正常和富C-贫金属恒星样本的观测结果之间的比较支持了一个单一的共同路径可能是第一颗低质量恒星形成的原因的观点。
2014-09-19 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
An unusual white dwarf star may be a surviving remnant of a subluminous Type Ia supernova
亚发光的Ia型超新星,如Iax型超新星SN 2002 cx,有多种模型描述,如吸积碳氧白矮星的爆炸失败和部分爆燃,或吸积碳氧氖混合核的爆炸。这些模型预测,根据一些模拟,结合残留物以高的反冲速度幸存下来。我们报告发现了一颗高自行、低质量的白矮星(LP 40-365),它的运动速度大于银河系的逃逸速度,其奇特的大气层主要由中等质量的元素组成。强有力的证据表明,这个部分燃烧的残骸是在一次次亚发光的Ia型超新星事件后喷出的。这支持了单简并超新星祖先的生存能力。
2017-08-18 astro-ph.SR
Final Evolution and Delayed Explosions of Spinning White Dwarfs in Single Degenerate Models for Type Ia Supernovae
我们研究了单简并(SD)情形下迟发SNe~Ia的发生.我们假设一颗大质量的碳氧(CO)白矮星(WD)吸积了来自伴星的物质,使其以临界速率旋转。我们假设均匀旋转由于磁场耦合。非旋转WD的碳点火质量为M_{ig} ^{NR} \approx 1.38 M_{\odot} ;而对于均匀旋转WD的情况,它要大几个百分点(M_{ig} ^{R} \approx 1.43 M_{\odot})。当吸积速率降低时,WD开始失去角动量,收缩并旋转;然而,它不会超过其临界旋转速率,避免质量脱落。因此,角动量损失可以导致CO WD内部压缩和碳点火,这将引起SN~Ia。延迟,主要是由于角动量损失的时间尺度,可能是足够大的,让伴星演变成一个He WD,成为在爆炸的那一刻无法检测。如果最终CO WD质量为1.38 M_{\odot} < M < 1.43 M_{\odot},则该方案支持延迟SNe~Ia的发生。我们还发现,如果延迟超过~3 Gyr,WD将变得太冷而不能爆炸,而不是经历崩溃。
2015-08-08 astro-ph.HE 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
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
Pre-explosive accretion and simmering phases of Type Ia Supernovae
在吸积WD接近Ekrasekhar极限,流体静力学碳燃烧之前的动力学突破。在这个\textit{simmering}阶段,$e-$俘获在恒星的中心区域是能量上有利的,而$β-$衰变则更倾向于外部,这两个区域通过不断增长的对流不稳定性连接起来。我们分析了弱相互作用和对流之间的相互作用,所谓的对流URCA过程,在酝酿阶段的SNe Ia祖先和它的影响的物理和化学性质的爆炸时期。与以前的研究不同,我们发现,由碳燃烧提供动力的对流核心仍然局限在${^{21}(Ne,F)}$ URCA壳内。因此,在爆炸之前必须消耗大量的碳,最终发生的密度比以前估计的要大。此外,我们还发现,对流核的扩展和平均中子化依赖于WD前身的初始金属丰度。对于爆发时期对流核的平均中子化,我们得到了${\overlineη_{exp}} = (1.094\pm 0.143)\times 10^{-3} + (9.168\pm 0.677)\times 10^{-2}\times Z$。在对流核之外,中子化则由原始恒星中C+N+O的初始量决定。由于S、Ca、Cr和Mn这些通常被用来评估爆炸前中子化的元素主要产生于重中子化的核心之外,因此对历史上第谷和开普勒超新星Ia的祖先的金属丰度估计过高的问题仍然没有解决。
2022-01-15 astro-ph.HE astro-ph.SR
The explosion of supernova 2011fe in the frame of the core-degenerate scenario
我们认为,Ia型超新星(SN Ia)SN 2011 fe的属性可以在核心简并(CD)方案的框架内得到最好的解释。在CD方案中,一颗白矮星(WD)与一颗渐近巨星分支(AGB)恒星的核心合并,形成一颗快速旋转的WD,其质量接近或超过爆炸的临界质量。快速旋转可防止立即塌陷和/或爆炸。旋转下降超过0-10陀螺仪的时间带来的WD爆炸。一个非常长的延迟爆炸后结晶阶段,持续约2 Gyr导致形成一个高度富集碳的外层。这可以解释SN 2011 fe移动最快的喷出物的富碳成分。在得出CD方案最能解释SN 2011 fe观测到的性质的结论时,我们考虑了它的特殊性质,如一个非常紧凑的爆炸物体和移动最快的喷出物的富碳成分,以及SNe Ia的一般性质。
2013-10-10 astro-ph.CO astro-ph.SR
The Very Young Type Ia Supernova 2013dy: Discovery, and Strong Carbon Absorption in Early-Time Spectra
Ia型超新星(SN Ia)2013 dy是在NGC 7250(d ~ 13.7 Mpc)中由利克天文台超新星搜索发现的。结合意大利超新星搜索项目的预发现探测,我们能够将SN 2013 dy的第一次发光时间限制在第一次探测之前的0.10 +/- 0.05 d(2.4 +/- 1.2 hr)。这使得SN 2013 dy成为已知最早探测到的SN Ia。我们推断出其母星半径的上限为R_0 < 0.25 R_sun,与白矮星的半径一致。光变曲线呈现出指数为0.88然后为1.80的破幂律。第一次光后1.63天采取的光谱揭示了一个C II吸收线的强度与Si II相当。这是在正常的Ia型超新星中探测到的最强的C II特征,表明其前身星有大量未燃烧的物质。SN 2013 dy中的C II线迅速减弱,7天后在光谱中无法检测到,这表明在某些Ia型超新星中,C II只能在很短的时间内被检测到。SN 2013 dy在首次发光后17.7 d达到B带最大值M_B = -18.72 +/-0.03 mag。
2013-10-19 astro-ph.CO astro-ph.SR
Molecules and dust in Cassiopeia A: II - Dust sputtering and diagnosis of dust survival in supernova remnants
我们研究了超新星遗迹仙后座A的尘埃演化。我们通过模拟颗粒的溅射来跟踪II-b型超新星中形成的尘埃颗粒的处理过程。尘埃位于被反向冲击穿过的致密喷出物团块中。研究了反向激波破坏团簇后团簇间介质的进一步溅射。本文还研究了II-P型超新星及其残余物的致密喷出物团块中的尘埃演化。我们研究了描述喷出物氧核的富氧团块,以及对应于最外层富碳喷出物区的富碳团块。我们认为在超新星形成的尘埃成分,几个反向冲击波速度和团间气体温度,并得出尘埃粒度分布和质量作为时间的函数。我们发现,非热溅射在团块是重要的,占减少的颗粒人口的~ 40%至80%的质量,这取决于团块气体过密度和颗粒的类型和大小。II-b型超新星形成小颗粒,这些颗粒在团块内和团块间的介质中溅射。对于Cas A,硅酸盐颗粒在团间介质中不能经受热溅射。我们推导出的质量目前处理的硅酸盐,氧化铝和碳颗粒在Cas A同意以及从观察得出的值。II-P型超新星产生的颗粒更好地存活于残余阶段。对于密集的喷出物团块,尘埃的存活效率在质量的42%和98%之间。对于SN 1987 A模式,导出的幸存尘埃质量在~ 0.06-0.13 Msolar范围内。这种类型的致密超新星可以有效地为星系提供尘埃。具体地,超过0.1微米的硅酸盐颗粒和超过0.05微米的其他颗粒在残余物中经受住热溅射。因此,超新星起源的太阳前颗粒可能形成于II-P型超新星的密集喷出物团块中。
2016-03-02 astro-ph.SR
Supernova 2011fe from an Exploding Carbon-Oxygen White Dwarf Star
Ia型超新星(SNe Ia)已被经验性地用作标准化的蜡烛,以揭示加速的宇宙,即使基本的细节,如祖系统的性质和恒星如何爆炸,仍然是一个谜。有一个共识是,一颗白矮星在双星系统中吸积物质后爆炸,但次级恒星可能是从主序星到红巨星,甚至另一颗白矮星的任何东西。不确定性源于这样一个事实,即没有最近的超新星Ia被发现足够接近爆炸前的恒星。在这里,我们报告了在M101中距离6.4 Mpc的SN 2011fe(PTF11kly)的早期观测结果,这是过去25年来最近的SN Ia。我们发现爆炸的恒星很可能是一颗碳氧白矮星,由于缺乏早期的激波,我们得出结论,伴星很可能是一颗主序星。早期的光谱显示,高速氧在数小时的时间尺度上变化,并在超新星的最外层广泛混合了新合成的中等质量元素。一篇配套论文使用爆炸前的图像来排除发光的红巨星和大多数氦星作为伴星。
2011-10-27 astro-ph.CO astro-ph.SR
Detecting the signatures of helium in type Iax supernovae
最近的研究认为,Iax型超新星的祖先系统必须由一颗从氦伴星吸积而来的碳氧白矮星组成。基于现有的爆炸模型调用纯爆燃的碳氧白矮星,我们调查的可能性,产生光谱特征,由于氦在Iax型超新星。从这种情况下,我们选择的爆炸模型产生的喷出物和$^{56}$镍的质量大致一致的Iax型超新星(0.014 - 0.478~ $M_{\odot}$和$\sim0.003$ - 0.183~ $M_{\odot}$,分别)。为此,我们提出了一系列不同的光度($-18.4 \lesssim M_{\rm{V}} \lesssim -14.5$ ~MAG)的模型,氦丰度占高达$\sim$ 36\%的喷出物质量,并涵盖了一系列的时代开始前几天B $-$带最大值后约两周。我们发现,检测\ion{He}{i}功能的最佳机会是在近红外波长,并在后最大光谱的这一类较暗的成员。我们发现SN~ 2007 J的光谱可能与大氦含量(几个10 $^{-2}~M_{\odot}$)一致,但认为目前的吸积模型和从伴星剥离的材料难以产生兼容的场景。我们还调查了氦在所有物体的近红外光谱的存在。我们发现SNe~ 2005 hk、2012 Z和2015 H要么不含氦,要么氦丰度被限制在低得多的值($\lesssim$ 10 $^{-3}~M_{\odot}$)。我们的研究结果表明,Iax型超新星之间的氦含量的差异,也许指向不同的祖先通道。S…
2018-12-20 astro-ph.HE astro-ph.SR
Three-dimensional Structure of Incomplete Carbon-Oxygen Detonations in Type Ia Supernovae
本文通过二维和三维数值模拟研究了低密度碳氧爆轰的多维稳定性、胞格结构及传播特性,发现三维爆轰比一维和二维更稳健且无衰减传播,并探讨了其对光变曲线早期凸起的意义。
2025-01-31 astro-ph.SR physics.plasm-ph
Production of carbon-rich presolar grains from massive stars
在超新星核心坍缩后大约一年,尘埃开始在喷出物中凝结。在陨石中,一小部分富含C的前太阳颗粒(例如,根据异常同位素丰度,X型碳化硅(SiC)颗粒和低密度石墨)被确定为这些事件的遗迹。这些丰度的一些特征仍然无法解释,并挑战了对核心坍缩超新星爆炸和核合成的理解。我们表明,第一次,大多数测得的富C颗粒丰度可以占在富C材料爆炸他燃烧的核心坍缩超新星与高冲击速度和随之而来的高温。$^{12}$ C($α$,$γ$)$^{16}$ O反应相对于在$T > 3.5\times10^8 \mathrm{K}$处的$α$ -捕获链的其余部分的无效性导致最深的He壳材料是富碳和富硅的,并且贫氧。在这种材料的一部分,这里定义为C/Si区的同位素比的预测,是在与晶粒数据。我们的模型在He壳层底部达到的高温爆炸条件也可以代表超超新星中的核合成或不对称超新星中条件分布的高温尾部。最后,我们的预测是一致的观察大$^{44}$钙/ $^{40}$钙观察到的颗粒。这是由于在C/Si区中产生了$^{44}$ Ti和$^{40}$ Ca,和/或由于中子俘获强烈耗尽了$^{40}$ Ca。
2013-03-14 astro-ph.SR
Ignition of carbon burning from nuclear fission in compact stars
Ia型超新星(SN Ia)是强大的恒星爆炸,在宇宙学中提供重要的距离指标。最近,我们提出了一个新的超新星Ia机制,涉及一个孤立的白矮星(WD)的核裂变链式反应[PRL 126,1311010]。当WD开始冻结时形成的第一固体富含锕系元素,并可能支持裂变链式反应。在这封信中,我们探讨了裂变加热的热核点火。我们进行了热扩散模拟,并发现在高密度下,约7 × 10^8 g/cm^3以上,裂变加热可以点燃碳燃烧。这可能会产生Ia超新星或另一种天体物理瞬变。
2022-07-29 astro-ph.HE astro-ph.SR nucl-th
Shockingly Bright Warm Carbon Monoxide Molecular Features in the Supernova Remnant Cassiopeia A Revealed by JWST
本文利用JWST对超新星遗迹仙后座A进行多波段成像和光谱观测,揭示CO分子在反向激波后重新形成并呈现异常明亮复杂的振转谱线特征,通过LTE建模得到1080 K温度,为超新星中尘埃、分子与电离抛射物的关联及早期宇宙尘埃形成提供了关键约束。
2024-06-06 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
Late formation of silicon carbide in type II supernovae
我们已经发现,个别太阳前碳化硅(SiC)尘埃颗粒从超新星显示出正相关之间的49 Ti和28 Si过剩,这是由于放射性衰变的短寿命(t1/2=330天)49 V到49 Ti在内部高度28 Si-丰富的Si/S区。49 V-49 Ti精密时计显示,这些超新星SiC尘埃颗粒至少是在其母星爆炸后两年形成的。这一结果支持了最近的尘埃凝结计算,预测在超新星中延迟形成碳和SiC颗粒。因此,天文学家观察到超新星中的尘埃在数年内持续积累,可以解释为超新星中的尘埃库中增加了富含C的尘埃。
2018-01-19 astro-ph.SR
Strong near-infrared carbon in the Type Ia supernova iPTF13ebh
我们提出了近红外(NIR)时间序列光谱,以及补充紫外(UV),光学和近红外数据,Ia型超新星(SN Ia)iPTF 13 ebh,这是在两天内发现的估计爆炸时间。第一个近红外光谱是在爆炸后2.3天拍摄的,可能是迄今为止获得的Ia型超新星最早的近红外光谱。光谱中最显著的特征是几条近红外C I线,其中C I λ1.0693 μm线是在Ia超新星中观测到的最强的。有趣的是,没有强的光学C II对应物被发现,即使光学光谱时间序列开始早,是密集的节奏。除了在非常早期的时代,在几天内从爆炸的时间,我们表明,强的近红外C I相比,较弱的光学C II似乎是一般的超新星Ia。iPTF 13 ebh是一个快速的下降星,Δm15(B)= 1.79 $\pm$ 0.01,其绝对星等服从宽度-光度关系的线性部分。因此,它被归类为一个“过渡”事件,在正常的Ia超新星的快速下降端,而不是亚发光/91 bg类天体。iPTF 13 ebh的近红外光谱特性与正常和亚发光/91 bg类都不同,将这两类的观察特征联系起来。这些近红外观测结果表明,内核的成分和密度与91 bg类事件相似,并且在缓慢下降的Ia超新星中没有观察到一个深入的碳燃烧层。由早期光变曲线推断的爆发时间与Si II λ0.6355 μm线的速度演化也有很大的差异,这意味着一个约4天的长暗相。
2015-03-08 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
A WC/WO star exploding within an expanding carbon-oxygen-neon nebula
大质量恒星的最终爆炸命运,以及它们留下的致密残余物(黑洞和中子星)的性质,是天体物理学中的主要问题。许多大质量恒星在演化过程中,外层的氢壳被剥离。这样的沃尔夫-拉叶星(W-R)会发出强烈且快速膨胀(v_wind>1000 km/s)的风,这表明它们从恒星表面的逃逸速度很高。这个群体的一小部分也是氦耗尽的,光谱主要由碳和氧的高度电离发射线(类型WC/WO)。有证据表明,最常见的缺乏氢和氦的超新星爆炸(Ib/Ic型)不是由大质量的WC/WO恒星引起的,这使得一些人认为大多数这样的恒星直接坍缩成黑洞而没有可见的超新星爆炸。在这里,我们提出了超新星SN 2019 hgp的观测,发现爆炸后约一天。短的上升时间和快速下降使其成为快速演变的瞬变(RET)的新兴群体。光谱学揭示了一组丰富的发射线,表明爆炸发生在由碳,氧和氖组成的星云内。窄吸收特征表明,这种物质以相对较高的速度(>1500 km/s)膨胀,需要紧凑的祖体。我们的观测结果与大质量WC/WO星的爆炸相一致,并表明大质量W-R星可能是一些快速演变的瞬变的祖先。
2021-11-24 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.SR
A stubbornly large mass of cold dust in the ejecta of Supernova 1987A
我们介绍了2012年对超新星1987 A进行的新的赫歇尔光度和光谱观测。与2010年的观测结果相比,我们专门的光度测量提供了新的70微米数据,并提高了100和160微米的成像质量。我们的赫歇尔光谱显示只有弱CO线发射,并提供了一个上限为63微米[O I]线通量,消除了线污染扭曲先前估计的尘埃质量的可能性。远红外光谱能量分布(SED)很好地拟合冷尘埃的热发射。新测量的70微米通量限制了尘埃温度,将其限制在几乎单一的温度。远红外辐射可以用0.5+-0.1兆太阳的无定形碳来拟合,大约是目前核合成碳质量预测的两倍。在早期和晚期阶段的SiO分子的观察表明,硅酸盐也可能已经形成,我们可以用0.3 Msun的无定形碳和0.5 Msun的硅酸盐的组合来拟合SED,总计0.8 Msun的灰尘。因此,我们的分析支持SN 1987 A的喷出物中存在一个大型尘埃库。推断出的尘埃质量表明超新星可能是星际介质中尘埃的重要来源,从本地到高红移星系。
2014-11-26 astro-ph.SR