超级新星残骸快速冷却的新型参数化及其对Pa 30星云的应用

我们系统性地研究了冷却如何在超级新星残骸演化过程中引起结构变化。着眼于Pa 30星云特有的形貌，我们采用一种框架来 characterize 不同冷却程度下的超级新星残骸。我们的冷却框架以称为 $\beta$ 的唯一参数来 characterize 这些残骸，该参数决定系统热能被辐射或发射的速度。通过实现不同的冷却时间尺度，产生连续的形貌。对于 $\beta \gtrsim 400$，或当冷却时间尺度小于约 $\frac{1}{400}$ 的塞多夫时间时， ejecta 被塑造成类似Pa 30的纺锤结构。我们通过冷却防止克氏-霍尔曼不稳定对其进行翻滚和混合，从而解释纺锤形成——即在纺锤尖端。这些纺锤中的 ejecta 尚未减速，几乎以 $\approx 95-100\%$ 的自由膨胀速度运动。在快速冷却范畴下，推断出爆炸能 $\approx 3.5 \times 10^{47}$ erg。我们还提出，创造这些结构所需的冷却机制需要以 $E_{\rm ej}/t$ 的 $2\%$ 的能量速率移除能量，这意味着冷却光度约为 $\approx 10^{36}$ erg/s。