Circumstellar Interaction in the Ultraviolet Spectra of SN 2023ixf 14-66 Days After Explosion
K. Azalee Bostroem, David J. Sand, Luc Dessart, Nathan Smith, Saurabh W. Jha, Stefano Valenti, Jennifer E. Andrews, Yize Dong, Alexei V. Filippenko, Sebastian G… 展开作者
K. Azalee Bostroem, David J. Sand, Luc Dessart, Nathan Smith, Saurabh W. Jha, Stefano Valenti, Jennifer E. Andrews, Yize Dong, Alexei V. Filippenko, Sebastian Gomez, Daichi Hiramatsu, Emily T. Hoang, Griffin Hosseinzadeh, D. Andrew Howell, Jacob E. Jencson, Michael Lundquist, Curtis McCully, Darshana Mehta, Nicolas E. Meza Retamal, Jeniveve Pearson, Aravind P. Ravi, Manisha Shrestha, Samuel Wyatt
SN 2023ixf 在爆炸后一天内于 M101 中被发现，并迅速被分类为具有闪变特征的 II 型超新星。本文展示了用哈勃太空望远镜在爆炸后第 14、19、24 和 66 天获得的紫外（UV）光谱。在整个观测期间，前三个历元的光通量以及第 66 天的不对称 Mg II 发射中，均可见超新星抛射物与星周物质（CSM）之间的相互作用。我们将观测结果与包含 CSM 相互作用的 CMFGEN 超新星模型（$\dot{M}<10^{-3}$ M$_{\odot}$ yr$^{-1}$）进行比较，发现 CSM 相互作用的功率随时间递减，从第 14 天的 $L_{\rm sh}\approx5\times10^{42}$ erg s$^{-1}$ 降至第 66 天的 $L_{\rm sh}\approx1\times10^{40}$ erg s$^{-1}$。我们检查了第 14 天和第 19 天光谱中个别原子物种的贡献，表明大多数特征由抛射物中铁、镍、镁和铬的吸收主导。SN 2023ixf 的紫外光谱能量分布介于未显示明确 CSM 相互作用迹象的超新星与具有持续 CSM 相互作用特征（假设相同的前身星半径和金属丰度）的超新星之间。最后，我们表明 Mg II $\lambda\lambda$ 2796, 2802 发射的演化和不对称形状并非 SN 2023ixf 所独有。这些观测补充了早期对致密、受限 CSM 相互作用的测量，将 SN 2023ixf 的质量损失历史追溯至爆炸前约 33 年，并将密度轮廓追踪至约 $5.7\times10^{15}$ cm 的半径。它们展示了从静止的红超巨星风到高质量损失的相对短暂的演化过程。
英文摘要：
SN 2023ixf was discovered in M101 within a day of explosion and rapidly classified as a Type II supernova with flash features. Here we present ultraviolet (UV) spectra obtained with the Hubble Space Telescope 14, 19, 24, and 66 days after explosion. Interaction between the supernova ejecta and circumstellar material (CSM) is seen in the UV throughout our observations in the flux of the first three epochs and asymmetric Mg II emission on day 66. We compare our observations to CMFGEN supernova models that include CSM interaction ($\dot{M}<10^{-3}$ M$_{\odot}$ yr$^{-1}$) and find that the power from CSM interaction is decreasing with time, from $L_{\rm sh}\approx5\times10^{42}$ erg s$^{-1}$ to $L_{\rm sh}\approx1\times10^{40}$ erg s$^{-1}$ between days 14 and 66. We examine the contribution of individual atomic species to the spectra on days 14 and 19, showing that the majority of the features are dominated by iron, nickel, magnesium, and chromium absorption in the ejecta. The UV spectral energy distribution of SN 2023ixf sits between that of supernovae which show no definitive signs of CSM interaction and those with persistent signatures assuming the same progenitor radius and metallicity. Finally, we show that the evolution and asymmetric shape of the Mg II $λλ$ 2796, 2802 emission are not unique to SN 2023ixf. These observations add to the early measurements of dense, confined CSM interaction, tracing the mass-loss history of SN 2023ixf to $\sim33$ yr prior to the explosion and the density profile to a radius of $\sim5.7\times10^{15}$ cm. They show the relatively short evolution from a quiescent red supergiant wind to high mass loss.
Explosions Driven by the Coalescence of a Compact Object with the Core of a Massive-Star Companion Inside a Common Envelope: Circumstellar Properties, Light Curves, and Population Statistics
SN 2020uem: A Possible Thermonuclear Explosion within A Dense Circumstellar Medium (II) The Properties of The CSM from Polarimetry and Light Curve Modeling
Strong Calcium Emission Indicates that the Ultraviolet-Flashing Type Ia SN 2019yvq was the Result of a Sub-Chandrasekhar Mass Double-Detonation Explosion
Formation of circumstellar material during double-white-dwarf mergers and the early excess emissions in Type Ia supernovae
Kyoto University（京都大学）；University of Turku（图尔库大学）；Aalto University（阿尔托大学）；National Astronomical Observatory of Japan, National Institutes of Natural Sciences（日本国立天文台，国立自然科学研究院）；The University of Tokyo（东京大学）
研究双白矮星并合过程中 circumstellar 物质的形成及其对 Ia 型超新星早期过量辐射的影响。
Nebular Spectra of the Extremely Metal-Poor SN II 2023ufx Over a Year After Explosion: A Massive Progenitor and Unique Circumstellar Environment
Center for Cosmology and AstroParticle Physics（宇宙学与暗物质粒子物理中心）；Department of Astronomy, The Ohio State University（俄亥俄州立大学天文学系）；Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS-Sorbonne Université（巴黎天体物理学研究所，法国国家科学研究中心-索邦大学）；French-Chilean Laboratory for Astronomy, IRL 3386, CNRS, Instituto de Astrofísica, Pontificia Universidad Católica de Chile（法智利天文学联合实验室，法国国家科学研究中心，智利天主教Pontificia大学天体物理研究所）
Decadal pre-explosion activity and circumstellar interaction in a supernova
National Central University（国立中央大学）；Henan Academy of Sciences（河南省科学院）；University of Oxford（牛津大学）；National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台）；SOKENDAI（综合研究大学院大学）；Monash University（蒙纳士大学）；Aarhus University（奥胡斯大学）；Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics（马克斯·普朗克地外物理研究所）；The Australian National University（澳大利亚国立大学）
Evidence for asymmetric distribution of circumstellar material around Type Ia Supernovae
我们研究了低速材料的性质，在视线对附近的Ia型超新星（SNe Ia），已测量晚相星云速度变化（v_neb），被认为是一个独立于环境的观察。我们发现，Na I D1 & D2和Ca II H & K窄混合吸收线的等效宽度分布在具有负和正v_neb的SNe Ia之间有显著差异，而v_neb > 0的SNe Ia的吸收一般较强。类似的结果已经发现以前的颜色分布的超新星Ia，这被解释为一个依赖于温度的喷出物与视角。我们的工作表明：1）这些颜色差异的很大一部分应归因于消光，2）这种消光是由星周物质（CSM）的不对称分布引起的，3）CSM吸收通常在与点火发生相反的喷出物一侧更强。由于很难通过爆炸前发生的任何已知物理过程来解释3），我们认为CSM的不对称性是由爆炸后发生点火的喷出物一侧较强的电离通量引起的，可能是由于喷出物一侧较强的冲击爆发和/或更多暴露的放射性物质。这一结果对祖细胞和爆炸模型都有重要意义。
A modeling perspective on the diversity of red-supergiant stars exploding within circumstellar material
Institut d’Astrophysique de Paris, CNRS-Sorbonne Université（巴黎天体物理研究所，CNRS-索邦大学）；Cahill Center for Astrophysics, California Institute of Technology（加州理工学院卡希尔天体物理学中心）
Dust Production in a Thin Dense Shell in Supernovae with Early Circumstellar Interactions
在超新星（SNe）中，光变曲线显示出喷出物和星周物质（CSM）之间强烈和早期相互作用的证据，估计新尘埃的形成发生在前向（FS）和反向激波（RS）之间的致密气体壳层中。在这项研究中，首次模拟了这种致密壳层中粉尘形成的机制。考虑到喷出物质量的变化和爆炸前的质量损失率，一组9种情况下，考虑到不同的相互作用，在这样的SNe报告的性质。对于一个单一的主序星质量，喷出物质量的变化表现为恒星的H壳层质量的变化，由于爆炸前的质量损失而损失。我们发现，在致密壳层的尘埃质量范围在10 $^{-3}$ M $_{\odot}$和0.8 M $_{\odot}$，由富O和富C的颗粒，其相对比例由相互作用的性质决定。冲击波后气体中尘埃形成的特征是逐渐产生的速率，大部分在$^{-1}$每天10 $^{-6}$到10 $^{-3}$ M $_{\odot}$之间，这种速率可能在爆炸后持续十年。更高的质量损失率导致更大的尘埃质量，而较小的喷出物质量（较小的剩余H-壳层）增加了这种SNe中的尘埃生产效率。正如我们的计算所示，在RS后面形成的尘埃不受FS或RS的破坏，因此可能比喷出物中形成的尘埃有更大比例存活下来。
