新星爆发后几天观测到的超软源(SSS)阶段通常表现为被吸收的X射线热连续谱,并带有吸收特征,由白矮星(WD)大气发射。然而,许多新星在此阶段的X射线光谱显示出额外的发射线,这些发射线很可能源自新星抛射物中的激波。当激波等离子体与冷气体相互作用时,会观测到窄的辐射复合连续谱(RRCs)和电荷交换(CX)发射。我们展示了新星天蝎座2023的高分辨率Chandra LETG X射线光栅光谱分析,分别在光学峰值后128天和183天,即2023年8月和10月进行观测。在两个历元,被吸收的X射线热连续谱均可由非局部热平衡大气模型很好地描述,温度T=750,000 K(kT=65 eV)。在第128天,发现大气以v=-3500 km s^-1的速度向外流出。在第183天,大气增亮了约2倍,并减速至v=-1500 km s^-1。光谱的离散发射特征包括C^+5、N^+5和N^+6的RRCs,表明第128天的冷电子温度为kT_e=1 eV,第183天为kT_e=20 eV。观测到的类氢和类氦C^+5、N^+5、N^+6和O^+6线系显示出高n(主量子数)跃迁的增强强度,与热离子在kT~100 eV下的CX模型一致。CX线的速度偏移保持在v=±3000 km s^-1,这可以用双极外流来解释。继新星网罟座2020(YZ Ret)之后,新星天蝎座2023是又一颗我们在天体物理电离等离子体中发现电荷交换精妙证据的新星。
英文摘要:
The super-soft source (SSS) phase of a nova eruption, observed a few days after the outburst, usually displays an absorbed X-ray thermal continuum with absorption features, emitted by the white dwarf (WD) atmosphere. However, the X-ray spectra of many novae in this phase display additional emission lines which likely originate from shocks in the novae ejecta. When the shocked plasma interacts with cold gas, narrow radiative recombination continua (RRCs) and charge exchange (CX) emission are observed. We present the analysis of high-resolution ChandraLETG X-ray grating spectra of Nova Sco 2023, observed 128 and 183 days after the optical peak, on 2023 August and October. At both epochs, the absorbed X-ray thermal continuum is well described by a Non-Local Thermal Equilibrium atmosphere model with a temperature T=750,000 K (kT = 65 eV). On day 128, the atmosphere is found to be outflowing at v=-3500 km s^-1. On day 183, the atmosphere brightened by a factor of ~2 and slowed down to v=-1500$ km s^-1. The discrete emission features of the spectrum consist of the C^+5, N^+5, and N^+6 RRCs, indicating a cold electron temperature of kT_e=1 eV on day 128, and kT_e=20 eV on day 183. The observed line series of H-like and He-like C^+5, N^+5, N^+6, and O^+6 show enhanced intensities of high-n (principal quantum number) transitions, consistent with a CX model of hot ions at kT~100 eV. The velocity shift of the CX lines remained at v=+-3000 km s^-1, which can be explained by a bipolar outflow. After Nova Ret 2020 (YZ Ret), Nova Sco 2023 is yet another nova in which we have found exquisite evidence of CX in astrophysical ionized plasma.
The discovery of gamma-ray emission from Nova Sco 2012: An analysis using reprocessed Pass7 data
2010年3月,费米伽马射线太空望远镜(Fermi Gamma ray Space Telescope)上的大面积望远镜(LAT)首次发现了来自银河系V407 Cyg新星的100 MeV伽马射线辐射。高能光谱和光变曲线被解释为新星壳层与当地环境介质相互作用时激波加速的结果。有人怀疑,新星发射高能的必要条件是罕见的。2012年6月,LAT探测到一个新的耀斑源,费米J1750-3243,它与一颗新的新星新星Nova Sco 2012在空间上重合并同时存在。我们报告这个新的“伽马射线”新星的令人兴奋的发现,并提出了详细的分析其高能特性。
The spectroscopic evolution of the recurrent nova T Pyxidis during its 2011 outburst. II.The optically thin phase and the structure of the ejecta in recurrent novae
From Light to Sound: Spectroscopic Evolution & Sonification of the flaring Nova V612 Scuti
Texas Tech University(德克萨斯理工大学);Michigan State University(密歇根州立大学);INAF-Osservatorio Astronomico di Capodimonte(意大利国家天体物理研究所卡波迪蒙特天文台);National Radio Astronomy Observatory(美国国家射电天文台);Columbia University(哥伦比亚大学);Flatiron Institute(平顿研究所);NASA/GSFC(美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心);University of Maryland, Baltimore County(马里兰大学巴尔的摩县分校);University of California, Berkeley(加州大学伯克利分校);The University of Western Australia(西澳大学)
A Quantitative Method to Investigate the Spectral Class Time Evolution of Novae
Institute of Space Sciences (ICE, CSIC)(空间科学研究所);Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC)(加泰罗尼亚太空研究学院);Instituto de Astrofísica de Andalucía–CSIC(安达卢西亚天体物理研究所);Instituto de Radioastronomía y Astrofísica (IRyA), Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)(墨西哥国立自治大学无线电天文学与天体物理研究所)
A Detailed Observational Analysis of V1324 Sco, the Most Gamma-Ray Luminous Classical Nova to Date
最近发现,即使不是全部,也有一些经典新星在爆发时会发出GeV的伽马射线,但伽马射线产生的机制仍然没有得到很好的理解。我们在这里提出了一个全面的多波长数据集-从无线电到X射线-为迄今为止最伽马射线发光的经典新星,V1324 Sco。使用这个数据集,我们表明,V1324斯科是一个典型的尘埃Fe-II型新星,最大喷出物速度为2600公里秒$^{-1}$和喷出物质量的几个$\times 10^{-5}$ M $_{\odot}$。也有证据表明复杂的冲击相互作用,包括双峰射电光曲线,显示早期的高亮度温度。为了探索为什么V1324~Sco是如此的伽马射线发光,我们提出了一个具有强烈内部冲击的新星喷出物模型,并发现较高的伽马射线亮度来自较高的喷出物速度和/或质量损失率。V1324~Sco与其他γ射线探测到的新星的比较没有显示出任何一个明确的特征,我们得出结论,需要更大的样本,类似的良好观察的新星,以了解在新星的γ射线的起源和变化。
The spectroscopic evolution of the recurrent nova T Pyxidis during its 2011 outburst I. The optically thick phase and the origin of moving lines in novae
新星T Pyx是在发现爆发后的第一天开始用高分辨率光谱仪(R ~ 65000)观测到的,一直持续到2011年5月底最后一次看到这颗恒星。Na I、Ca II、CH、CH $^+$的星际吸收线和H I 21 cm发射线的观测档案已被用来确定运动学距离。星际漫吸收功能已被用来确定独立的消光以前的假设。样品铁峰线轮廓显示的光学深度和径向速度的离散组件的演变。我们建议到T Pyx $\geq$的距离为4.5kpc,严格的下限为3.5 kpc(以前接受的距离)。我们得出一个消光,E(B-V)$\approx0.5\pm$ 0.1,这是高于以前的估计。4月15日的第一次观测显示了He I、He II、C III和N III发射谱线,以及巴尔末和He I谱线的P Cyg剖面上的最大速度为$\approx$ 2500 km s $^{-1}$,这是火球阶段的特征。在4月23日的第二个光谱中,这些离子是检测不到的,我们使用复合时间来估计喷出物的质量,$10^{-5}f$ M $_\odot$为填充因子$f$。许多吸收线系统上检测到的巴耳末,铁峰,钙II,钠I线,反映在更广泛的发射线组件,这表明了一个“加速”位移速度。我们还表明,这些反射的时间序列,这是共同的所有线路,只出现在喷出物,可以描述的重组前向外移动的膨胀气体没有恒星风或拱碰撞。
Orbital Period Changes of Recurrent Nova U Scorpii Demonstrate that M$_{\rm ejecta}$=26$\times$M$_{\rm accreted}$ and Is Not a Type Ia Supernova Progenitor
最近GAIA DR 2对星系新星距离的测量,使我们能够在新的和更坚实的经验基础上重新分析银河系和外部星系中新星种群的某些特性。在某些情况下,我们已经能够证实以前获得的结果,如新星人口的概念分为两类对象,即\emph{disk}和\emph{bulge}新星和他们的联系与托洛洛光谱分类在\emph{Fe II}和\emph{He/N}新星。OGLE团队提供的麦哲伦云星系中新星速率的最新和可靠估计证实了归一化新星速率的依赖性(即,主星系每单位光度的新星率)与母星系的颜色和/或光度类别之间的关系。从文献中收集了银河系和外星系的新星率,并进行了批判性的讨论。它们是评估新星对各自宿主星系核合成的贡献的必要成分,特别是解释在年轻恒星星族中观察到的锂过剩的起源。通过GAIA DR 2和最大幅度与\衰减率(MMRD)关系指出MMRD可以提供不确定度优于30%的距离。从射电到伽马射线的整个电磁波谱对新星进行多波长观测,发现新星经历了复杂的演化,其特征是新星喷出物具有几个发射阶段和非球形几何形状。