哈勃空间望远镜对伽马射线暴超新星中r-过程核合成的搜寻
高能天体物理现象
2024-04-10 v2
摘要
除了致密天体并合之外，重元素（r-过程）核合成的第二来源——快速旋转且高度磁化的大质量恒星的核心坍缩——已得到模拟和间接观测证据的支持。本文探测了r-过程富集的一个预测特征：爆发后晚期（≥40天）的独特红色，在与此类大质量恒星前身星相关的GRB-超新星（GRB-SNe）观测中。我们展示了四个红移z≲0.4的GRB-SNe在爆发后超过500天的光学到近红外颜色测量结果，这些数据来自哈勃空间望远镜和大型地基望远镜。将我们的观测与模型比较表明，如果内部r-过程抛射物与外部超新星层之间的混合程度较低，则GRB 030329、100316D和130427A既与无富集一致，也与产生0.01-0.15 M☉的r-过程物质一致。GRB 190829A与任何r-过程富集≥0.01 M☉的模型都不一致。总体而言，GRB-SNe样本显示出晚期颜色多样性。由于r-过程物质可能隐藏在超新星抛射物中（可能由于低混合分数）或当前模型在测量r-过程质量方面的局限性，我们推导的GRB-SNe产额可能被低估。最后，我们为未来观测和探测GRB-SNe产生的r-过程完整分布的搜索策略提出了建议。
引用
@article{arxiv.2312.04630,
title = {A Hubble Space Telescope Search for r-Process Nucleosynthesis in Gamma-ray Burst Supernovae},
author = {J. C. Rastinejad and W. Fong and A. J. Levan and N. R. Tanvir and C. D. Kilpatrick and A. S. Fruchter and S. Anand and K. Bhirombhakdi and S. Covino and J. P. U. Fynbo and G. Halevi and D. H. Hartmann and K. E. Heintz and L. Izzo and P. Jakobsson and G. P. Lamb and D. B. Malesani and A. Melandri and B. D. Metzger and B. Milvang-Jensen and E. Pian and G. Pugliese and A. Rossi and D. M. Siegel and P. Singh and G. Stratta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2312.04630},
year = {2024}
}
备注
Resubmission after comments. Accepted to ApJ. 36 pages, 7 figures, 2 tables