中文

电子俘获超新星与低质量铁核坍缩超新星的稳健光变曲线诊断

高能天体物理现象 2024-02-08 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

核坍缩超新星 (CCSNe) 是大质量恒星的终结爆发。虽然大多数大质量恒星作为铁核坍缩超新星 爆发,但质量稍小的恒星则作为电子俘获超新星 爆发,构成了 CCSNe 的低质量端。ECSNe 约在 40 年前被提出,第一性原理模拟也预测了它们的成功爆发。ECSNe 的观测识别与研究对于完善恒星演化理论具有重要意义。迄今为止,除了蟹状星云的历史前身星 SN 1054 之外,仅提出了一个有希望的候选者 SN 2018zd。我们展示了低质量 FeCCSNe 和 ECSNe 在利用理论上或观测上合理的方法估计的星周介质 (CSM) 中以特定能量爆发的代表性合成光变曲线。ECSNe 的平台期比 FeCCSNe 更短、更亮且更蓝。为了研究其内在差异的稳健性,我们采用了各种爆发能量和 CSM。尽管它们可能具有相似的全波段光变曲线平台期,但在没有强 CSM 相互作用的情况下,ECSNe 比 FeCCSNe 更蓝,这表明多色观测对于识别 ECSNe 至关重要。这为 ECSNe 提供了一个稳健的指标,因为更蓝的平台期源于其超渐近巨分支前身星的低密度包层。此外,我们提出了一种与距离无关的识别 ECSNe 的方法:(gr)tPT/2<0.008×tPT0.4(g-r)_{t_{\rm PT}/2} < 0.008 \times t_{\rm PT} - 0.4,即在平台期中点处的蓝色 grg-r(gr)tPT/2(g-r)_{t_{\rm PT}/2},其中 tPTt_{\rm PT} 是从平台期到尾部的过渡时期。使用这种方法,我们将 SN 2018zd 确定为一颗 ECSN,我们相信这是利用现代观测技术识别出的首颗 ECSN。

关键词

引用

@article{arxiv.2402.04611,
  title  = {A Robust Light-Curve Diagnostic for Electron-Capture Supernovae and Low-Mass Fe-Core-Collapse Supernovae},
  author = {Masato Sato and Nozomu Tominaga and Sergei I. Blinnikov and Marat Sh. Potashov and Takashi J. Moriya and Daichi Hiramatsu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2402.04611},
  year   = {2024}
}

备注

16 pages, 14 figures, 4 tables, submitted to Astrophysical Journal