Lightcurve Modelling of 2,205 ZTF DR2 Type~Ia Supernovae: Implications for SN Ia Physics and Cosmology
University of Cambridge(剑桥大学);KTH Royal Institute of Technology(皇家理工学院);Stockholm University(斯德哥尔摩大学);Northwestern University(西北大学)
Nikhil Sarin, Ellen Lindsjö, Lisa Kelsey, Matthew Grayling, Jesper Sollerman, Steve Schulze, Adam Miller, Madeleine Ginolin, Erin Hayes, Conor Omand, Kaisey Man… 展开作者
Nikhil Sarin, Ellen Lindsjö, Lisa Kelsey, Matthew Grayling, Jesper Sollerman, Steve Schulze, Adam Miller, Madeleine Ginolin, Erin Hayes, Conor Omand, Kaisey Mandel, Aaron Do, Suhail Dhawan, Joel Johansson
我们利用Zwicky瞬态设施DR2中2205颗Ia型超新星(SNe Ia)的多波段光变曲线,采用一个单区放射性衰变模型,并加入现象学因素以包括铁重新结合物理。我们发现推断出的镍质量与SALT2伸展之间存在强相关性,这在我们简化建模中与更大的抛射物质量提供更长的扩散时间有关,为更亮更慢的关系提供了物理基础。低质量宿主(log10(M*/M⊙)<10)的Ia型超新星产生比高质量宿主多12%的56Ni(ΔM_Ni=0.13M⊙),将宿主星系质量阶梯与抛射物特性联系起来,并暗示金属licity或年龄依赖的燃烧效率。这表明基于物理参数的标准化可能消除质量阶梯。类似SN1991T的事件显示出更高的抛射物质量(中位数1.64M⊙ vs. 1.38M⊙ for正常值)并产生30%更多的56Ni,其中84%具有超钱德拉塞克har质量。通过对902颗SNe(z≤0.06)的分层建模,我们发现热核超新星可以用抛射物质量和镍质量的高斯分布很好地描述,分别有μ_ej=1.26±0.01M⊙(σ_ej=0.33±0.01M⊙)和μ_Ni=0.64±0.06M⊙(σ_Ni=0.42±0.02M⊙)。这导致推断出的子M_Ch事件比例为43±2%(<1.2M⊙),近M_Ch事件比例为34±1%(1.2-1.5M⊙),超M_Ch事件比例为24±2%(>1.5M⊙)。这项工作为本地Ia型超新星群体的全面物理表征提供了步骤,强化了Ia型超新星标准化的物理基础,同时量化了多样性及环境依赖性,这对于理解前身物理和减轻精确宇宙学中的系统误差至关重要。
英文摘要:
We fit the multi-band light curves of 2,205 Type Ia supernovae (SNe~Ia) from the Zwicky Transient Facility DR2 with a one-zone radioactive decay model with a phenomenological addition to include Fe recombination physics. We find a strong correlation between inferred nickel mass and SALT2 stretch, which our simplified modelling links to longer diffusion times in more massive ejecta, offering a physical basis for the brighter-slower relation. SNe~Ia in low-mass hosts ($\log_{10}(M_*/M_\odot) < 10$) produce $\approx 12\%$ more $^{56}$Ni than those in high-mass hosts, linking the host-galaxy mass step to ejecta properties and hinting at metallicity or age-dependent burning efficiencies. A pseudo-bolometric comparison provides lower limits on the nickel masses, highlighting their sensitivity to SED-level assumptions. Injection-and-recovery tests with realistic ZTF sampling and the same model recover the nickel scale but show significant sensitivity to distance and opacity assumptions; individual-event point estimates are therefore model-dependent. Accounting for selection biases and broad individual-event posteriors, hierarchical modelling of 902 SNe ($z \leq 0.06$) gives Gaussian population distributions with $μ_{\rm ej} = 1.26 \pm 0.01~M_\odot$ ($σ_{\rm ej} = 0.33 \pm 0.01~M_\odot$) and $μ_{\rm Ni} = 0.64 \pm 0.06~M_\odot$ ($σ_{\rm Ni} = 0.42 \pm 0.02~M_\odot$). This work provides a step towards physical characterization of the local SN~Ia population while quantifying diversity and environmental dependencies relevant to progenitor physics and precision cosmology.
Searching for core-collapse supernovae in binaries with ZTF
Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)(德国电子同步辐射研究所);Institut für Physik, Humboldt-Universität zu Berlin(柏林洪堡大学物理研究所);Argelander Institut für Astronomie(阿尔兰德尔天文学研究所)
Excavating the Explosion and Progenitor Properties of Type IIP Supernovae via Modelling of their Optical Lightcurves
IIP型超新星(SNe)的前身是红超巨星,但它们的性质还没有很好的确定。我们采用流体动力学模型研究了八个IIP型超新星的爆炸特征,以及它们的祖先星的性质。我们使用{ \sc MESA}恒星演化程序建立演化模型,将这些模型分解,并使用{ \sc STELLA}程序模拟光学光变曲线。我们拟合的光学光变曲线,Fe II 5169日冕速度,光球速度,观测数据。最近的研究表明,IIP SNe型的祖细胞具有不超过$\sim18$ M $_{\odot}$的零年龄主序列(ZAMS)质量。我们的拟合给出了7颗超新星的祖星ZAMS质量$\leq18$ M $_{\odot}$。在以前的祖质量估计存在,从各种来源,如流体动力学建模,多波长观测,或半分析计算,我们的建模一般倾向于较低的质量值。这一结果与以前的流体动力学模拟结果相反,但与使用广义相对论辐射流体动力学代码获得的结果一致。我们确实发现了一个事件,SN 2015 ba,有一个质量接近24 M $_{\odot}$的祖先,尽管我们无法很好地拟合它。我们还推导出再现光变曲线的尾部所需的$^{56}$ Ni的量,并发现值通常大于以前的估计。总的来说,我们发现很难用一个单一的参数来描述爆炸,需要一系列的参数。
Radiative Transfer Modeling of Stripped-envelope Supernovae II: Neural Network Emulation of Light Curves
Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian(天体物理中心 | 哈佛与史密森尼学会);The NSF AI Institute for Artificial Intelligence and Fundamental Interactions(美国国家科学基金会人工智能基础相互作用研究所);David A. Dunlap Department of Astronomy and Astrophysics, University of Toronto(多伦多大学戴维·A·邓普尔天文学与天体物理学系);Department of Astronomy, The University of Texas at Austin(德克萨斯大学奥斯汀分校天文学系);Department of Physics and Astronomy, Purdue University(普渡大学物理与天文学系);Department of Statistics, University of California, Santa Cruz(加州大学圣克鲁兹分校统计学系)
Supernova lightCURVE POPulation Synthesis I: including interacting binaries is key to understanding the diversity of type II supernova lightcurves
我们提出的超新星光变曲线人口合成的结果,预测可能的超新星光变曲线的范围所产生的人口的祖星,包括相互作用的二元系统。我们发现,已知的超新星光变曲线的多样性可以被解释为产生的二元相互作用。给出祖星的详细模型,我们能够确定这些恒星中的哪些参数决定了它们超新星光变曲线的形状。主要的因素是超新星喷出物的质量和最后祖先中氢的质量。我们发现,有一个连续的光变曲线的行为,从IIP型,IIL IIb超新星有关的氢和喷出物的质量范围。大多数IIb型超新星的初始质量范围相对较窄,从10到15 M $_{\odot}$。我们还发现了一些明显的光变曲线,这是恒星合并的结果。
Decoding the Early-Time Light Curves of Type Ia Supernovae. II. Population Parameters of One Thousand ZTF Supernovae
Northwestern University(西北大学);Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA), Northwestern University(西北大学跨学科天体物理探索与研究中心);NSF-Simons AI Institute for the Sky (SkAI)(美国国家科学基金会-西蒙斯天空人工智能研究所);University of Cambridge(剑桥大学);Kavli Institute for Cosmology, University of Cambridge(剑桥大学卡弗里宇宙学研究所);Institute of Astronomy, University of Cambridge(剑桥大学天文研究所);Trinity College Dublin, The University of Dublin(都柏林三一学院,都柏林大学);School of Physics, Trinity College Dublin, The University of Dublin(都柏林大学三一学院物理学院);Universidad Arturo Prat(阿图罗·普拉特大学)
NOMAI : A real-time photometric classifier for superluminous supernovae identification. A science module for the Fink broker
Stockholm University(斯德哥尔摩大学);Université Paris-Saclay(巴黎萨克雷大学);Weizmann Institute of Science(魏茨曼科学研究所);National Centre for Nuclear Research(国家核研究中心);Liverpool John Moores University(利物浦约翰摩尔大学);National Central University(中央大学);University of Washington(华盛顿大学);California Institute of Technology(加州理工学院)
Lightcurve Features of Magnetar-Powered Superluminous Supernovae with Gravitational-Wave Emission and High-Energy Leakage
Peking University(北京大学);Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University(北京大学科维理天文与天体物理研究所);Central China Normal University(华中师范大学);Institute of Astrophysics, Central China Normal University(华中师范大学天体物理研究所);Education Research and Application Center, National Astronomical Data Center(国家天文台教育研究与应用中心)
Mini-supernovae from white dwarf-neutron star mergers: Viewing-angle-dependent spectra and lightcurves
Peking University(北京大学);Kavli Institute for Astronomy and Astrophysics, Peking University(北京大学科维理天文与天体物理研究所);The Hong Kong Institute for Astronomy and Astrophysics, The University of Hong Kong(香港大学天文与天体物理研究所);Department of Physics, The University of Hong Kong(香港大学物理系);School of Physics and Astronomy, Monash University(蒙纳士大学物理与天文学院);OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery(引力波发现卓越研究中心(OzGrav));National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences(中国科学院国家天文台)