On the plerionic rectangular supernova remnants of static progenitors
本研究通过二维磁流体动力学模拟,揭示星际介质磁场使大质量恒星前身星周介质形成矩形超新星遗迹和脉冲星风云,并产生喷流及陀螺状结构,部分解释非典型形态。
2023-11-12 astro-ph.HE
Rapid Expansion of the Young Type Ia Supernova Remnant 0519-69.0: More Evidence for a Circumstellar Shell
基于Chandra对年轻Ia型超新星遗迹0519-69.0的21年观测,发现X射线物质快速膨胀,外围高速度与主壳层适度膨胀对比,为大质量星周物质壳层存在提供更多证据。
2023-03-06 astro-ph.HE
Gamma-ray emission from young supernova remnants: hadronic or leptonic?
关于年轻超新星遗迹的伽马射线发射的性质的争论仍然是开放的。将这种辐射归因于强子过程而不是轻子过程,将为质子和原子核的加速提供证据,这一事实将符合非常流行的(但未被证实的)范式,即超新星遗迹是银河系宇宙射线的来源。在这里,我们讨论这个问题,特别关注研究得最好的伽马射线明亮的超新星遗迹:RX~J1713.7-3946。
2015-02-02 astro-ph.HE
Oxygen emission in remnants of thermonuclear supernovae as a probe for their progenitor system
热核超新星爆炸数值模拟的最新进展为研究Ia型超新星的祖先提供了一个独特的机会。将最先进的爆炸模型与超新星遗迹演化的详细流体动力学模拟和用于X射线发射计算的最新原子数据相结合,可以为超新星遗迹阶段创建逼真的合成X射线光谱。将这些光谱与超新星遗迹的高质量观测结果进行比较,可以限制爆炸机制和超新星的前身。本研究特别侧重于年轻超新星遗迹中的氧发射线特性,因为不同的爆炸情景预测了这种元素的不同数量和分布。对大麦云云中超新星遗迹的软X射线光谱分析和对不同爆炸情景的遗迹模型的对抗表明,SNR 0509-67.5可能来自延迟爆炸,SNR 0519-69.0可能来自富氧合并。
2015-03-25 astro-ph.HE
Modeling supernova remnants: effects of diffusive cosmic-ray acceleration on the evolution, application to observations
我们提出了超新星遗迹演化的数值模型,使用新版本的流体动力学代码SUPREMNA。我们在程序中加入了宇宙线扩散方程,采用双流体近似。我们研究了不同宇宙线加速效率和扩散系数的模拟超新星遗迹的动力学。我们比较的数值模型与观测数据的第谷和SN 1006超新星遗迹。我们发现模型再现了观测到的爆炸波,接触不连续性和反向冲击波的两个遗迹的位置,从而使我们能够估计宇宙射线粒子的贡献到总压力和宇宙射线的能量损失在这些超新星遗迹。我们推导出在第谷超新星遗迹中由于宇宙射线逃逸而损失的能量约占动能通量的10-20%,在SN 1006中约占20-50%。
2011-05-30 astro-ph.HE
Supernova Propagation in the Circumstellar and Interstellar Medium
我们描述了周围介质中的超新星冲击波的传播,这可能是由于从祖星的质量损失。考虑了喷射材料和周围介质的结构和密度分布。简要讨论了激波与云和风泡的相互作用以及与宇宙射线有关的问题。
2011-12-22 astro-ph.HE
Time evolution of broadband non-thermal emission from supernova remnants in different circumstellar environments
超新星遗迹被认为是银河系宇宙射线的主要加速场之一,也是高能天体物理研究的重要对象。SNRs产生多波长,非热辐射通过加速粒子在碰撞的冲击所产生的SN喷出物和星周介质(CSM)之间的相互作用。虽然预计在超新星(SNe)和它们的CSM中观察到的丰富的弥散可以在SNR阶段产生不同的甚高能量(VHE)电磁信号,但到目前为止,在GeV和TeV伽马射线中观察到的SNR只有少数。因此,在不同的周围环境中,在SNR处的粒子加速的系统的理解是有限的。在这里,我们探讨非热发射信噪比在各种拱星环境中,从爆炸到5000年,使用流体动力学模拟加上有效的粒子加速。我们发现,在VHE制度的发射特性的时间演化主要取决于两个因素:目标粒子的数密度和放大的磁场中的冲击介质。我们还预测,切伦科夫望远镜阵列(CTA)将有足够的灵敏度,以检测VHE伽马射线从大多数年轻的SNRs的距离<~ 5.0千秒差距。因此,未来的SNR观测与CTA将有希望探测的CSM环境的SNe,因此他们的祖属性,包括质量损失的历史,大质量的恒星。
2019-03-25 astro-ph.HE
Cosmic Ray Acceleration in Supernova Remnants
我们回顾了关于超新星遗迹中银河系宇宙射线加速的主要观测和理论事实,讨论了赞成和反对宇宙射线和超新星遗迹之间联系的论点,即所谓的银河系宇宙射线起源的超新星遗迹范例。讨论了扩散激波加速机制模型的最新进展,重点讨论了磁场放大、比氢重的原子核加速、星周环境中中性粒子的存在等因素的作用。本文还讨论了在费米-LAT望远镜和切伦科夫望远镜时代超新星-宇宙线联系的状况。
2010-12-22 astro-ph.HE
Supernova remnants: the X-ray perspective
超新星遗迹是美丽的天文物体,也具有很高的科学兴趣,因为它们提供了超新星爆炸机制的见解,因为它们可能是银河系宇宙射线的来源。X射线观测是研究超新星遗迹的重要手段,特别是近20年来X射线成像光谱学的发展,极大地提高了人们对超新星遗迹的认识。它使绘制新的核合成产物成为可能,并导致识别出在激波前沿附近发射X射线同步辐射的区域。本文综述了超新星遗迹X射线辐射的所有相关方面,并将其纳入超新星爆炸性质和超新星遗迹的物理和演化的背景中。这篇评论的前半部分有更多的教程风格,并讨论了超新星遗迹物理学和热和非热X射线发射的基础知识。后半部分回顾了最近的进展,讨论的主题有核心坍塌和热核超新星遗迹,SN 1987 A,成熟超新星遗迹,混合形态遗迹,包括最近发现的过电离在其中一些讨论,最后X射线同步辐射及其对粒子加速和磁场的后果。
2012-01-03 astro-ph.HE
Gamma-Ray Emission from Supernova Remnants and Surrounding Molecular Clouds
银河系的宇宙射线被认为是在超新星遗迹冲击波中被加速的。对超新星遗迹和相关分子云的伽马射线观测已经在几个场合被用来测试(到目前为止相当成功)这个流行的假设。尽管如此,宇宙射线起源问题的结论性解决方案仍然缺失,需要进一步的观测和理论努力。本文简要回顾了这些研究的现状。
2016-10-19 astro-ph.HE
The explosion energy of the type IIP supernova SN 2013fs with a confined dense circumstellar shell
最近对SN 2013 fs闪光光谱的研究表明SN IIP爆炸能量巨大,远远超出了中微子机制的可能性。利用早期超新星与致密星周壳层相互作用的影响,重新讨论了SN 2013fs的爆炸能量问题。反向和正向冲击之间的冷密壳层的速度是从对2.4天的宽\heii\,4686\\的分析中推断出来的。这个速度与其他可观测量一起为我们提供了另一种能量估计$\sim1.8\times10^{51}$,erg的首选质量的$\sim10$ \msun。推断值在中微子驱动爆炸的范围内。
2020-03-06 astro-ph.HE
The Supernova -- Supernova Remnant Connection
超新星的前身系统、环境和爆炸动力学的许多方面都很难在银河系外的距离上进行研究,因为它们被观测为未解决的来源。另外,我们银河系和大小麦哲伦星云中的年轻超新星遗迹提供了解析、测量和跟踪恒星喷出物的机会,但已知的少数超新星遗迹表现出广泛不同的性质,反映了它们的母爆发和局部星周和星际环境的多样性。补充超新星和超新星遗迹研究的一种方法是在恒星爆炸的两个独立阶段之间建立强有力的经验联系。本文简要回顾了超新星-超新星遗迹关联研究的最新进展,特别关注通过对“中年”(10-100年)超新星和年轻(< 1000年)超新星遗迹的研究所取得的关联。我们强调了这种方法如何能够独特地为超新星研究的几个关键领域提供信息,包括爆炸混合的起源,高速射流以及喷出物中尘埃的形成。
2017-01-04 astro-ph.HE
Supernova 1987A: a Template to Link Supernovae to their Remnants
超新星遗迹的辐射反映了超新星前身和周围环境的性质。然而,残留物的复杂形态阻碍了这两种贡献的解开。在这里,我们的目标是确定SN 1987 A在其残骸的X射线发射上的印记,并限制超新星周围环境的结构。我们进行了高分辨率的流体动力学模拟描述SN 1987 A后不久,核心崩溃和以下的三维膨胀的残余物之间的第1天和15000天后的超新星。我们证明,在前250天的演化过程中再现SN 1987 A的主要观测数据的物理模型也再现了随后膨胀的残骸的X射线发射,从而弥合了超新星和超新星遗迹之间的差距。通过模型计算结果与观测值的比较,我们将爆炸能量限定在$1.2-1.4\times 10^{51}$ ~erg范围内,将包络质量限定在$15-17 M_{\odot}$范围内。我们发现,在早期的时代(<15年)的X射线光变曲线和光谱的形状反映了外部喷出物的结构:我们的模型再现的意见,如果最外层的喷出物有一个爆炸后的径向分布密度近似的指数$α= -8$的幂律。在后期,X射线光变曲线和光谱的形状反映了SN 1987 A周围星云的密度结构。这使我们能够确定多热X射线发射的起源,从残余物与环境相互作用的影响中解开超新星对残余物发射的印记,并限制星云的前超新星结构。
2015-08-10 astro-ph.HE
Superluminous supernova SN 2018ibb: Circumstellar shell and spectral effects
本文通过星周相互作用模型研究超亮超新星 SN 2018ibb 的光谱特征,用碎裂冷致密壳层解释 Fe II 窄吸收、用 Si II 散射解释 [O I] 选择性吸收,并估算星周壳层质量约为 0.14 太阳质量。
2024-10-23 astro-ph.HE
Supernova Remnant Shock - Molecular Cloud Interactions: Masers as tracers of hadronic particle acceleration
我们回顾了通过冲击波激发的氢氧脉泽发现的与分子云有强相互作用的星系超新星遗迹。这些遗迹优先发现在已知的GeV和TeV的超新星遗迹检测。有人认为,脉泽跟踪强子粒子加速的网站。我们讨论了什么是已知的物理条件,这些冲击区,我们介绍了一个潜在的新的脉泽示踪剂,用于确定宇宙线加速的网站。这篇评论包括一个相当完整的参考书目,为研究人员新的主题冲击激发脉泽和超新星遗迹。
2011-08-27 astro-ph.HE
Supernova remnants in the very-high-energy gamma-ray domain: the role of the Cherenkov telescope array
超新星遗迹通常被认为是银河系宇宙射线最可能的来源。这一观点得到了越来越多的证据的支持,这些证据表明,在超新星遗迹冲击中发生了粒子加速。在TeV范围内的观测特别有助于增加对机制的理解,但超新星遗迹冲击的粒子加速的许多方面仍然存在争议。切伦科夫望远镜阵列预计将导致在TeV和多TeV范围内发现许多新的超新星遗迹。除了对每个物体进行单独研究之外,将这些物体作为一个群体进行研究可以帮助限制描述粒子加速的参数,并增加我们对所涉及机制的理解。
2018-03-16 astro-ph.HE
Can supernova remnants accelerate protons up to PeV energies?
超新星遗迹被认为是银河系宇宙射线的来源。在这个框架内,扩散冲击加速必须在这些物体中运行,并将质子一路加速到PeV能量。为此,需要在冲击处显著放大磁场。本文的目的是研究超新星遗迹加速PeV质子的能力。我们提出了分析估计的最大能量加速质子在超新星遗迹冲击场放大的各种假设。我们表明,加速到PeV的能量是有问题的,在所有的情况下考虑。这意味着,要么是一种不同的(更有效的)场放大机制在超新星遗迹激波中起作用,要么是PeV能量范围内的银河系宇宙射线源应该在其他地方寻找。
2016-10-24 astro-ph.HE
Numerical Code for Fitting Radial Emission Profile of a Shell Supernova Remnant
在壳层超新星遗迹的两个简单模型的情况下,从理论上导出了表面亮度分布和通量密度的表达式。这些模型是:一个均匀的光学薄发射壳恒定发射率和一个同步辐射源与径向磁场壳。交互式数据语言(IDL)的代码拟合理论推导出的发射轮廓假设这两个模型的平均配置文件的壳超新星遗迹从无线电观测已被写入。
2012-01-04 astro-ph.HE
Acceleration of cosmic rays and gamma-ray emission from supernova remnant/molecular cloud associations
对超新星遗迹中的分子云进行γ射线观测被认为是解决宇宙射线起源问题的最有希望的途径之一。在这里,我们简要回顾了该领域的地位,特别强调的理论和现象学方面的问题。
2015-04-22 astro-ph.HE
Cosmic ray escape from supernova remnants
银河系的宇宙射线被认为是在超新星遗迹中通过扩散激波加速而被加速的。虽然这一机制对在激波处加速的粒子的光谱给出了相当可靠的预测,但最终注入星际介质的宇宙射线的光谱则更加不确定,并取决于粒子从激波逃逸过程的细节。了解这些逃逸粒子的光谱形状对于评估超新星遗迹范式对宇宙射线起源的有效性至关重要。此外,从超新星遗迹逃逸后,宇宙射线与周围的气体相互作用,在遗迹附近产生伽马射线。对这种辐射的探测可以作为超新星遗迹在过去确实加速了宇宙射线这一事实的间接证据。
2011-08-24 astro-ph.HE
Detailed X-Ray Mapping of the Shocked Ejecta and Circumstellar Medium in the Galactic Core-Collapse Supernova Remnant G292.0+1.8
G292.0+1.8(G292)是一颗年轻的($\sim$ 3000年)银河教科书式的核心坍缩超新星遗迹(CCSNR)。它的特点是X射线、喷出物的光学和红外辐射以及星周介质的特征,并包含一颗脉冲星(PSR J 1124 -5916)和脉冲星风星云,这些都是在X射线和无线电中观测到的。以前的研究揭示了一个复杂的,动态演变的,富氧的遗迹,一个巨大恒星爆炸的惊人遗迹。在这里,使用我们的深(530千)$\textit{Chandra}$ ACIS数据,我们提出了高空间分辨率的地图(基于区域网格大小的几个角秒)的冲击CSM和富含金属的喷出物在G292。我们首次对G292中的富铁喷出物进行了$\textit{Chandra}$探测。我们确定的X射线对应的北赤道带,一个组成部分的环状CSM结构确定较早的红外波段。我们显示了详细的空间分布的喷出物富含O,Ne,Mg,Si,S和Fe。我们发现,大部分的Si,S和Fe丰富的X射线发射喷出物位于西北半球的残留物,相反的脉冲星的投影角位移的SNR的中心向东南。这表明脉冲星的反冲可能来自于不对称爆炸过程中的引力和流体动力,而不是各向异性的中微子发射。根据丰度比和我们估计的CSM和喷出物质量,我们将祖先质量限制为13 M $_{\odot}$ $\lesssim$ M $\lesssim$ 30 M $_{\odot}$
2018-12-28 astro-ph.HE
Cosmic rays from supernova remnants and superbubbles
最近对单个超新星遗迹和超级气泡的高能伽马射线观测,以及对超新星、恒星形成区和局部宇宙射线组成的观测,现在提供了一个将宇宙射线的来源、注入、加速和传播联系在一起的综合框架,因此有可能确定它们对宇宙射线加速的相对贡献,但最高能量除外。
2018-07-25 astro-ph.HE
A catalogue of 294 Galactic supernova remnants
本文提供了一个包含294个银河系超新星遗迹(SNRs)的修订目录,以及一些简单的统计数据。该目录比上一版本(2009年)多了20个条目,增加了21个新的残留物,并删除了一个物体,因为它已被确定为HII区域。
2014-09-02 astro-ph.HE
A supernova remnant associated with a nascent black hole low-mass X-ray binary
当大质量恒星的核心坍缩成黑洞时,释放出的能量往往会引发爆炸,从而产生超新星遗迹。黑洞具有有限的可观测窗口,因此很少被发现与超新星遗迹有关。分析多信使数据,我们表明,MAXI J1535-571是恒星爆炸产生的黑洞,产生了超新星遗迹G323.7-1.0,使其成为第一个案例之间的关联黑洞低质量X射线二进制和超新星遗迹。考虑到这种联系,我们可以从我们的模型中推断出,祖先系统是一个近距离双星,其主星的初始质量约为。23-35个太阳质量,伴星质量小10倍。
2020-10-29 astro-ph.HE
Progenitor's signatures in Type Ia supernova remnants
Ia型超新星的遗迹可以提供有关其祖先历史的重要线索。我们讨论了两个观察到的超新星遗迹(SNR),据信它们是由Ia型超新星造成的,并使用各种工具来阐明可能的祖先历史。我们发现开普勒的信噪比与一个由白矮星和AGB星组成的共生双星祖先是一致的。我们的水力模拟可以重现所观察到的运动学和形态学特性。对于第谷的残骸,我们使用的X射线光谱和运动学的特点,表明喷出物可能与致密的拱星气体相互作用。
2011-11-03 astro-ph.HE
Supernova Remnants as Clues to Their Progenitors
超新星塑造了星际介质,化学上丰富了它们的宿主星系,并产生了强大的星际冲击,推动了未来几代恒星的形成。超新星事件产生的冲击波就像一台时间机器,探测到了前身系统的质量损失历史,可以追溯到爆炸前的$\sim$ 10 000年,而超新星遗迹则探测到了恒星演化的更早阶段,与前身系统更早演化过程中排出的物质相互作用。在本章中,我们将回顾超新星遗迹的观测如何使我们能够推断出祖先系统的基本性质。我们将提供详细的例子,说明残骸的整体特征,如化学成分和动力学,如何使我们能够推断祖先进化的性质。在本章的后半部分,我们将展示如何将这种练习从单个物体扩展到SNR作为物体的类别,以及如何在核心坍缩和热核超新星遗迹的动力学和光谱特征中存在明显的分叉。在本章结束时,我们将讨论大质量恒星建模的最新进展,以及超新星及其残余物的可观测性质的含义。
2017-02-10 astro-ph.HE
On the 'snow-plow' phase of supernovae interacting with dense circumstellar media
最近,Moriya等人(2013年)开发了一个超新星与致密的星周介质相互作用的分析测热光变曲线模型。由于星周介质的致密性,激波区被假定为辐射区,形成一个薄的致密壳层。该模型是基于冲击致密壳层的动量守恒。然而,Ofek等人(2014年)提到分析模型忽略了冲击致密壳层的“雪犁”阶段。“雪犁”或动量守恒阶段是指超新星喷出物的动量注入几乎终止,辐射冲击致密壳层仅由于超新星喷出物先前提供的动量而继续移动的时期。在本说明中,我澄清Moriya et al.(2013)的分析模型确实考虑了“扫雪”阶段,Ofek et al.(2014)的批评是不正确的。此外,Ofek等人(2014年)将SN 2010 jl II型的光变曲线中观测到的亮度突变与向“雪犁”阶段的转变联系起来。然而,我认为,突然过渡到“雪犁”阶段是不一致的SN 2010jl中观察到的光度突变。光度突变很可能与其他现象有关,如致密壳层离开星周介质的致密部分。
2014-02-11 astro-ph.HE
XMMU J050722.1-684758: Discovery of a new Be X-ray binary pulsar likely associated with the supernova remnant MCSNR J0507-6847
利用XMM-Newton X射线观测发现了一颗新的高质量X射线脉冲双星XMMU J050722.1-684758,它可能与大麦云中的超新星遗迹MCSNR J 0507 -6847有关。从Be X射线双星XMMU J050722.1-684758中发现了周期为570 s的脉冲,证实了它是一颗HMXB脉冲星。HMXB位于超新星遗迹MCSNR J 0507 -6847的几何中心附近(距离中心0.9弧分),支持XRB-SNR关联。超新星遗迹的估计年龄为43-63 kyr,这表明是一个中年到老年的超新星遗迹。超新星遗迹的大直径加上光学和无线电方面缺乏独特的壳对应物,表明SNR正在扩展到超级气泡N103的致密环境中。中子星的估计磁场强度是$B\gtrsim10^{14}$ G,假设自旋平衡条件,这是预期从估计的年龄的母残骸,并假设测量的质量吸积率始终保持不变。
2021-03-05 astro-ph.HE
On the search for Galactic supernova remnant PeVatrons with current TeV instruments
关于银河系宇宙射线起源的超新星遗迹假说已经通过了几次测试,但是超新星遗迹pevatron的确定仍然是缺失的,被认为是证明该假说的决定性步骤。虽然人们对在多TeV范围内工作的下一代仪器寄予了很大的希望,但目前在TeV范围内工作的伽马射线仪器有可能查明这些物体,或者很可能为下一代仪器确定一些有希望的目标。从假设超新星遗迹确实是银河系宇宙射线的来源,因此必须是pevatron的一部分,他们的生命周期,我们调查的能力,目前的仪器来检测这样的对象,或确定最有希望的候选人。
2018-03-26 astro-ph.HE
Long-term evolution of non-thermal emission from Type Ia and core-collapse supernova remnants in a diversified circumstellar medium
银河系超新星遗迹(SNRs)对宇宙射线(CR)起源的贡献是现代天体物理学中一个重要的悬而未决的问题。宽带非热辐射是一个有用的代理探测的能量预算和生产历史的CR在SNR。我们进行流体动力学模拟来模拟从爆炸一直到辐射阶段的长期SNR演化(或最多$3\times10^5$ yrs),并计算宽带非热谱的时间演化,以探索其在约束周围环境以及SNR祖先的性质和质量损失历史方面的潜在应用。一个参数的调查进行的周围环境分为两个主要群体,即均匀的气体密度均匀的介质和一个与存在的星周结构所创建的大规模红超巨星(RSG)的祖星的恒星风。我们的研究结果揭示了一个高度多样化的非热发射的演化历史密切相关的环境特征的信噪比。直到辐射阶段,CR再加速和离子中性波阻尼的光谱演化的作用进行了研究。最后,我们对下一代硬X射线空间天文台FORCE的SNR观测的未来前景进行了评估,并预测了我们可以从与我们的演化模型的比较中学到什么。
2022-07-13 astro-ph.HE
Swift/BAT detection of hard X-rays from Tycho's Supernova Remnant: Evidence for Titanium-44
我们报告斯威夫特/BAT调查观测第谷的超新星遗迹,在104个月内执行的任务的发射。在低于50 keV时检测到具有高显著性(>10 sigma)的残余物。我们检测到显着的硬X射线发射在60-85千电子伏波段,以上的连续水平预测一个简单的同步加速器模型。观测到的过剩的位置与放射性钛-44的线发射一致,到目前为止只报道了II型超新星爆炸。我们讨论的背景下,银河系的超新星率,和Ia型超新星的核合成这些结果的影响。
2014-11-04 astro-ph.HE
Super-luminous X-ray Emission from the Interaction of Supernova Ejecta with Dense Circumstellar Shells
对于由动能转化为辐射的超新星供电,由于与致密的拱壳的喷出物的相互作用,我们表明,可能有X射线类似物的光学超亮SNe具有可比的光度和能量。我们认为X射线发射的前冲击SNe喷出物碰撞到一个光学薄的CSM壳,推导出简单的表达式作为拱壳特性的函数的X射线光度,并讨论了不同的制度,在其中的冲击将是辐射或绝热的,以及是否发射将占主导地位的自由辐射或线冷却。我们发现,即使在正常超新星爆炸能量为10^51 erg的情况下,也存在CSM壳层结构,它可以将大部分爆炸能量释放为X射线,产生未吸收的X射线亮度,接近10^44 erg/s的事件持续几个月,甚至10^45 erg/s的闪光持续几天。虽然星周壳层的大柱密度可以吸收来自初始冲击的大部分通量,但最明亮的事件产生的硬X射线不太容易被光电吸收,并且可以通过完全电离中间物质来抵消这种损失。无论如何,一旦冲击波穿过整个星周壳层,观测者就可以获得完整的光度。
2013-03-27 astro-ph.HE
Supernova ejecta interacting with a circumstellar disk. I. two-dimensional radiation-hydrodynamic simulations
我们进行了一系列的二维辐射流体动力学模拟超新星喷出物和星周介质(CSM)之间的碰撞。快速流和周围介质的流体动力学相互作用有效地耗散了快速流的动能,并被认为是特定类别的核心坍缩超新星的主要能量来源。尽管有一些非球形喷出物和/或CSM结构的观察证据,但喷出物-CSM相互作用中的多维效应相对未被探索。我们的数值模拟配备了自适应网格细化技术,成功地再现流体动力学不稳定性发展周围的喷出物CSM接口。我们还研究了盘状CSM对超新星喷出物的动力学演化和辐射热光变曲线的影响。我们发现,发射驱动的喷射盘相互作用具有显着的视角依赖性。当视线靠近对称轴时,观测者可以直接看到超新星喷出物,导致亮度增加的时间尺度很短。对于通过CSM盘看到发射的观察者,热光子在整个CSM中扩散,因此光变曲线严重模糊。
2019-11-21 astro-ph.HE
Fermi-LAT Detection of the Young SuperNova Remnant Tycho
经过近三年的巡天数据采集,\emph{Fermi} -LAT探测到了朝向第谷超新星遗迹(SNR)的$γ$射线发射。第谷超新星是银河系中最年轻的遗迹之一,起源于公元1572年的Ia型超新星。从400 MeV到100 GeV的$γ$射线积分通量为(3.5 $\pm1.1_{stat}\pm0.7_{syst}$)$\times10^{-9}$ cm $^{-2}$ s $^{-1}$,光子指数为2.3 $\pm0.2_{stat}\pm0.1_{syst}$ .
2011-08-04 astro-ph.HE
Efficiencies of Magnetic-Field Amplification and Electron Acceleration in Young Supernova Remnants: Global Averages and Kepler's Supernova Remnant
在强烈的天体物理冲击波中,粒子加速到超热能是一种普遍的现象,通常用扩散冲击加速来解释。这样的冲击也可以放大上游的磁场,远远超过简单的压缩。所涉及的复杂等离子体物理过程通常通过假设冲击将其能量的一部分$ε_e$投入快速粒子,另一部分$ε_B$投入磁场来参数化。超新星、超新星遗迹和伽玛射线爆发等地的冲击波模型通常假设这些分数的典型值,假定它们在时间上保持不变。然而,很少有足够的属性的源是独立的约束,ε的值可以直接推断。超新星遗迹(SNRs)可以提供这种情况。在这里,我们总结的结果,从全球拟合的空间积分发射在六个年轻的信噪比,发现$10^{-4} \le ε_e \le 0.05$和$0.001 \le ε_B \le 0.1$。这些巨大的变化可能归因于这些SNRs的不同年龄和环境,因此我们对开普勒超新星的一个遗迹进行了详细的分析。这两个ε可以在激波周围的七个不同位置确定,我们发现这两个ε的范围甚至更大,它们的比值也更大(因此与激波能量本身无关)。我们的结论是,未知因素对这两个过程的效率有很大的影响。需要探索激波的垂直性、上游中性分数或其他可能性,而假定ε为固定值的计算应被视为临时性的。
2021-06-21 astro-ph.HE
Distances to Two Galactic Supernova Remnants: G32.8-0.1 and G346.6-0.2
利用银河系自转曲线导出的银河系超新星遗迹(SNR)G32.8 $-$ 0.1的近运动学距离为5.5kpc,远运动学距离为8.8kpc。本文通过求解壳型残留物在绝热相和辐射相的方程组,确定了残留物的距离为8.8kpc。对于SNR G346.6 $-$ 0.2,我们确定其距离也是较远的11 kpc,而不是较近的5.5 kpc。
2009-09-02 astro-ph.HE
Broad-band emission properties of central engine powered supernova ejecta interacting with a circumstellar medium
我们研究了由相对论风从一个中心紧凑的对象供电的超新星喷出物的宽带发射。最近的一个二维流体动力学模拟研究的动力学演化的超新星喷出物与中央能源显示,喷出物的最外层被加速到温和的相对论速度,因为爆发的热泡驱动的能量注入。最外层的减速,因为他们扫周围的拱星介质喷出物,导致形成的正向和反向冲击传播的拱星介质和喷出物。当喷出物继续从光球层释放内能作为热辐射时,在正向和反向激波前沿的能量耗散引起非热辐射。我们计算的光变曲线和光谱能量分布的热和非热发射从中央发动机供电的超新星喷出物嵌入在一个稳定的恒星风与大质量恒星的典型质量损失率。的光变曲线进行比较,目前可用的无线电和X射线观测的氢贫超亮超新星,以及两个研究广泛的Ic超新星,1998bw和2009bb,表现出明亮的无线电发射表明中央引擎活动。我们指出,附近的超亮超新星的射电光度的上限可能表明注入的能量主要转化为热辐射,而不是创建温和的相对论性的流量,由于光子扩散时间尺度可比的注入时间尺度。
2018-04-15 astro-ph.HE
The First VLBI Image of the Young, Oxygen-Rich Supernova Remnant in NGC 4449
我们报告灵敏的1.4 GHz VLBI射电观测异常明亮的超新星遗迹SNR 4449-1在星系NGC 4449,这给了我们第一个很好的解决这个对象的图像。残骸的射电形态由两个近似平行的明亮脊组成,这表明它与许多更古老的银河系超新星残骸的桶形相似,也可能与SN 1987 A相似。残余物的角度范围为65 x 40 mas,相当于(3.7 x 2.3)x 10^{18}(D/3.8 Mpc)cm。我们还提出了一种新的,高信噪比的光谱。通过比较残骸的线性尺寸和从光学线测量的最大速度,以及使用历史图像的限制,我们得出结论,超新星爆炸发生在1905年至1961年之间,可能在1940年左右。因此,残留物的年龄可能约为70岁。我们发现SNR 4449-1的冲击波可能仍然与星周介质而不是星际介质相互作用。
2010-07-22 astro-ph.HE
An explanation for the peculiar periphery of supernova remnant G309.2-0.6
超新星遗迹(SNR)G309.2-0.6有一个特殊的射电形态,在西南和东北方向有两个明亮的耳朵,尽管耳朵外面的主壳大致是圆形的。基于早期的建议,超新星喷出物有一个额外的能量喷流分量,解决了使用三维流体动力学(HD)模拟的遗迹的动力学演化,以调查周边的遗迹的形成。假设喷出物的动能为$10^{51}$ \,erg,质量为$3~\mathrm{M}_{\odot}$,在均匀的环境介质中演化时间为$\sim 4000$ \,yr,喷流分量具有圆柱对称性,半开角为$10^\circ$,结果表明,喷流中包含的能量约为整个喷出物的动能的$10-15\%$,以再现检测到的轮廓。这项研究支持残骸起源于喷流驱动的核心坍缩超新星。
2018-07-28 astro-ph.HE
The Impact of Progenitor Mass Loss on the Dynamical and Spectral Evolution of Supernova Remnants
现在有大量的证据表明,一些核心坍缩超新星的祖先在爆炸前经历了增强或极端的质量损失。这种质量损失的印记可以在核心坍缩后数天到数年的时间尺度上在膨胀的冲击波的光谱和动力学中观察到,并且在超新星演化到残余阶段之后,光谱和动力学演化的影响可能会持续很长时间。在本文中,我们提出了第一次,在很大程度上自洽的端到端的模拟大质量恒星的演化,从主序前,通过核心崩溃,并进入残余阶段。我们提出了三个模型,比较和对比祖质量损失的历史如何影响的动力学和光谱演化的超新星和超新星遗迹。我们研究了一个模型,其中只包括稳定的质量损失,一个模型与增强的质量损失超过一段时间的$\sim$ 5000年前核心崩溃,和一个模型与极端的质量损失超过一段时间的$\sim$ 500年前核心崩溃。这些模型并不是为了解决任何特定的超新星或超新星遗迹,而是为了强调祖先进化在超新星和超新星遗迹的可观测质量中所起的重要作用。通过比较这三种不同的祖先演化方案,我们发现,在后期阶段(在核心碳燃烧期间和之后)的质量损失可以有一个深刻的影响的动力学和光谱演化的超新星遗迹几个世纪后的核心崩溃。
2017-08-16 astro-ph.HE
X-ray Emission from Strongly Asymmetric Circumstellar Material in the Remnant of Kepler's Supernova
开普勒的超新星遗迹是由热核爆炸产生的,但与从祖系统中丢失的星周物质(CSM)相互作用。我们描述了一种统计技术,用于隔离X射线发射由于CSM从由于冲击喷出物。受冲击的CSM与{ \sl Spitzer}观测到的24 $μ$ m发射位置吻合得很好。我们发现大多数CSM分布在明亮的北侧边缘,但也发现大量的浓度投射在遗迹的中心,大致沿着一个直径与位置角$\sim 100^\circ$。我们解释这作为一个磁盘的CSM分布在SN之前的证据,与观察者的视线大致在磁盘平面。我们提出了这种情况下的2-D流体动力学模拟,与观察到的CSM形态定性一致。我们的观察要求开普勒起源于一个有AGB伴星的密近联星系统。
2012-12-18 astro-ph.GA astro-ph.HE
A Reader Friendly Formalism for Circumstellar Material-Supernova Ejecta Interaction Model
SN喷出物与预先存在的拱星物质(CSM)的相互作用是各种光学瞬变的最有前途的能源之一。最近,由Chatzopoulos等人(2012,下文称为CWV 12)开发的半解析方法已被普遍用于描述在这种情况下的光学光变曲线行为。我们发现CWV 12中许多关键结果的表达式过于复杂,读者无法进行数量级估计或参数依赖性判断。基于同一物理图像,我们独立地重新推导了所有公式,并重新建立了一套读者友好的公式表达式。尽管如此,我们指出并纠正了CWV 12中存在的一些小错误或错别字。
2020-09-22 astro-ph.HE
Implications of supernova remnant origin model of galactic cosmic rays on Gamma rays from young supernova remnants
人们普遍认为银河系宇宙射线起源于超新星遗迹(SNRs),在超新星爆炸波的扩散激波加速过程中,宇宙射线被超新星遗迹加速。在最近的理论发展的扩散冲击加速理论在信噪比,质子预计将加速在信噪比至少高达膝盖的能量。如果信噪比是真正的宇宙射线发生器,它不仅能加速质子,而且能加速比例合适的重核,重核的最大能量应该是质子的原子质量(Z)倍。在这项工作中,我们调查的影响,在信噪比的高能伽马射线产生的宇宙射线与周围物质的强子相互作用的重核加速。我们的研究结果表明,能量转换效率几乎是两倍的混合宇宙射线成分,而不是纯质子来解释观察,其次,如果宇宙射线粒子可以达到Z倍的膝盖能量,而不是200 TeV的能量,如前所述的非放大磁场的伽马射线通量将显着更高的几十TeV以上。这两种最大能量范式将在未来的伽马射线实验中得到区分,如切伦科夫望远镜阵列(CTA)。
2017-06-07 astro-ph.HE
Revisiting the evolution of nonradiative supernova remnants: A hydrodynamical-informed parameterization of the shock positions
了解超新星遗迹壳层随时间的演化是至关重要的。这样的理解对于建立可靠的超新星遗迹壳与它可能包含的任何脉冲星风星云相互作用的动力学模型至关重要。在这里,我们进行了大量的研究参数空间的一维球对称演化的超新星遗迹,伴随着它的分析分析。假设,像往常一样,一个喷出物的密度分布与幂律的核心和信封,和一个统一的环境介质,我们提供了一套高精度的近似超新星遗迹的主要结构特征的演变,如反向和正向冲击和接触不连续性。我们将我们的结果与以前采用的近似值进行比较,表明现有的简化处方很容易导致较大的误差。特别是,在脉冲星风星云建模的背景下,需要对超新星遗迹反向激波进行准确的描述。我们还深入研究了自相似的解决方案的初始阶段的演变,当反向冲击传播通过信封的喷出物。由于这些自相似解是精确的,但不是完全解析的,我们在这里也提供了高精度的近似。
2021-09-08 astro-ph.HE
Acceleration of cosmic rays and gamma-ray emission from supernova remnants in the Galaxy
银河系的宇宙射线被认为是在超新星遗迹冲击波中被加速的。虽然这个猜想非常流行和强大,但仍然需要一个结论性的证明。对这一观点最有力的支持可能是在伽马射线中观察到超新星遗迹的事实,这确实是被认为是在激波处加速的宇宙射线与周围气体之间强子相互作用的结果。然而,在大多数情况下,轻子过程也可以解释观测到的伽马射线发射。这意味着伽马射线的探测并不一定意味着超新星遗迹加速了宇宙射线质子。为了克服这种简并性,人们研究了单个超新星遗迹的多波长辐射(从射电到伽马射线),在少数情况下,伽马射线辐射可以归因于两种过程之一(强子或轻子)。在这里,我们采取了不同的方法,而不是一个个案的研究,我们的目标是人口的研究,我们计算的超新星遗迹,预计将被视为在TeV伽马射线以上的给定通量的假设下,这些对象确实是宇宙射线的来源。这里发现的预测与当前的观测结果吻合良好,从而为银河系宇宙射线起源的超新星遗迹范例提供了一种新的一致性检查。此外,还暗示了超新星遗迹中产生的粒子谱比E^-2陡得多。最后,我们预计H.E.S.S.在银道面的调查中,应该表现出以强子过程(即中性π衰变)为主的伽马射线发射。轻子辐射在强子辐射中占主导地位的残留物的比例取决于物理参数的假设值,可以高达大约一半。
2013-02-08 astro-ph.HE
DEM L241, a Supernova Remnant containing a High-Mass X-ray Binary
钱德拉天文台对大麦云云超新星遗迹DEM L241的观测揭示了一个内部未分辨的源,它可能是一个吸积动力双星。光学对应物是一颗O 5 III(f)型恒星,使其成为轨道周期可能为数十天的高质量X射线联星(HMXB)。从残余物内部的发射是热的,并且光谱信息用于导出热物质的密度和质量。残余物的伸长是不寻常的,并讨论了可能的原因。这颗前身恒星的质量可能大于25个太阳质量
2012-08-07 astro-ph.HE
The supernova remnant CTB 37B and its associated magnetar CXOU J171405.7-381031: evidence for a magnetar-driven remnant
在这封信中,我们讨论了候选磁星CX171405.7 -381031与超新星遗迹CTB 37 B的关联。最近检测到的对象的周期导数允许一个年轻的特征年龄的估计只有$\sim 1000 yr$。该值太小以至于甚至与残余$\geq 10 pc$的最小半径(对应于$10.2 \pm 3.5 kpc$的估计距离的{ \it下限}的值)不兼容,除非真实距离碰巧甚至小于下限。我们认为,一个一致的情况下,残留的起源,其中后者是由一个年轻的磁星注入的能量供电,确实是更准确地解释年轻的年龄,并指出其非标准(即磁星驱动)的性质。
2011-04-14 astro-ph.HE
Parameterizing the Supernova Engine and its Effects on Remnants and Basic Yields
核心坍缩超新星科学现在正进入一个引擎模型开始进行定性和定量预测的时代。虽然支持核心坍缩超新星的对流引擎的证据不断增加,但很难对这种引擎进行定量限制。一些研究对对流引擎的残留物分布做出了具体的预测,但结果在不同的群体之间存在差异。在这里,我们对超新星引擎使用了广泛的参数化,以了解不同研究之间的差异。有了这个更广泛的模型集,我们将误差线放在爆炸发动机的不确定性的残余质量和基本产量上。我们发现,即使只有3个祖先和一个狭窄的爆炸能量范围,我们可以产生广泛的残余质量和核合成产额。
2017-12-09 astro-ph.HE
Circumstellar interaction in supernovae in dense environments - an observational perspective
在超新星爆发中,喷出物与周围的星周介质相互作用,产生各种辐射。由于CSM是由祖先恒星失去的质量产生的,它携带着恒星晚期演化的足迹。这是一个独特的方式来处理的性质的祖先恒星系统。在这里,我将主要关注超新星(SNe)在稠密环境中爆炸,也就是说,I型由于高密度CSM的存在,这类超新星的射电和X射线辐射揭示了它们的辐射特性的重要变化。前向冲击主导的X射线发射,无线电发射的内部自由-自由吸收,情节或非稳态的质量损失率,在爆炸中的不对称性似乎是这类SNe的共同属性。
2018-01-09 astro-ph.HE
Non-Thermal Radio and Gamma-Ray Emission from a Supernova Remnant by the Blast Wave Breaking Out of the Circumstellar Matter
本文计算了超新星遗迹在其前身星风形成的星周物质(CSM)中爆炸产生的韧致辐射、逆康普顿散射和$pi^0$衰变的同步辐射和γ射线辐射。这种情况可能是像W 49 B这样的混合形态超新星遗迹(SNRs)的起源,它们在X射线发射中表现出复合辐射光谱。我们假定1.5 $M_{odot}$的CSM存在于密度为0.016 cm $^{-3}$的星际介质(ISM)中,距离超新星0.07- 3 pc。当冲击波冲出CSM进入ISM时,其速度迅速增加,因此颗粒加速增强。在爆发后,质子的最大能量达到$sim$ 1300 TeV,其能量为爆炸能量的$sim$ 0.5%。我们考虑了爆炸冲击后ISM壳体的非热辐射。在1 GHz的同步辐射通量是几十焦耳,可比观察到的混合形态信噪比。由于密度低,伽马射线光度主要由逆康普顿散射决定,它比$pi^0$衰变光度高一个数量级。包括韧致辐射在内的总γ射线光度为$10^{33}$ erg s $^{-1}$,低于从混合形态SNR观察到的典型值$10^{35}$ -- $10^{36}$ erg s $^{-1}$。然而,如果,例如,$sim$ 10%的加速质子与密度为$sim$ 100 cm $^{-3}$,$pi^0$的某些物质相互作用-衰变伽马射线光度将被增强到与观测值相当。
2013-03-26 astro-ph.HE
GeV light curves of young supernova remnants
费米伽马射线太空望远镜的观测数据进行了分析,目的是寻找年轻的壳状超新星遗迹的伽马射线通量的变化。对所有考虑的SNR采用统一的方法。G1.9+0.3和Kepler SNR未检测到。Cas~A和Tycho SNR的光变曲线与近十年来的稳定GeV通量以及X射线和射电通量一致。讨论了SN 1006和SN 1987 A的置信度较低的结果。
2019-12-13 astro-ph.HE
Statistics of Galactic Supernova Remnants (continued)
我们对银河系超新星遗迹的统计表明,硬X射线电子温度($T$)和激波传播速度($\upsilon$)随年龄($t$)的增加而减小。但ISM的冲击波扫起质量($M_{su}$)随年龄增加而增加。第二,在1 GHz的剩余无线电通量($S$)与ISM电子密度($n_0$)略有增加。最后,超新星(SNe)的初始动能分布表明,($E_0$),氢柱密度($N_H$)、硬X射线的电子温度(kT)、磁场($B$)和冲击波席卷了质量ISM的$M_{su}$主要在$(1 \sim 10) \times 10^{50}$尔格、$(1 \sim 10)\times 10^{21}$ cm $^{-2}$、几KeV、100 $μ$ G和10 $\sim$ 100 $M_{\odot}$处达到峰值。
2009-10-18 astro-ph.HE
Parametric studies of cosmic ray acceleration in supernova remnants
我们提出了一个图书馆的宇宙射线加速超新星遗迹(SNRs)通过均匀的环境介质演变的数值模型。我们分析了不同条件下模型的不同能量分量和扩散激波加速时间尺度的分布。该库包括各种SNR演变的情况下,并用于映射具有足够的已知属性的残余物。该映射约束相应的环境介质属性和加速效率。利用该数据库,我们计算了第谷和SN 1006遗迹模型的周围介质密度、周围磁场强度和宇宙线加速效率,并对SNR 0509-67.5和SNR 0519-69.0的年龄进行了修正。
2014-07-07 astro-ph.HE
Light curve modeling of fast-evolving supernova KSN 2015K: explosion in circumstellar matter of Super-AGB progentor
最近的超新星搜索揭示了一些快速演变的发光瞬变。对几种低质量包层超渐近巨星分支(super-AGB,SAGB)超新星($M_{\rm env}$ $\sim$ $0.05-1.25$ $M_{\odot}$)模型的光变曲线进行了辐射流体动力学模拟。在模型中发现的光变曲线的差异被用来将观察到的事件与最合适的模型联系起来。特别是,我们认为KSN 2015 K是一颗电子捕获超新星。我们假设SAGB周围的“光学”厚CSM和拱星相互作用的功率的光变曲线的峰值亮度与一个短的上升时间。微弱的尾巴可能受到新生的类蟹状脉冲星的自旋下降光度的影响。我们的拟合表明,$0.02-0.05$ $M_{\odot}$的喷出物质量,$0.10-0.12$ $M_{\odot}$的星周介质(CSM)质量,CSM光球$\sim$ 10 $^{14}$ cm的半径,$\sim$ 3 $\times$ 10 $^{50}$ erg的动能,光球速度$v_{\rm ph} \gtrsim 10,000$ km s $^{-1}$和脉冲星总自旋能量($2.5-4$)$\times$ 10 $^{49}$ erg。
2019-06-09 astro-ph.HE