SN 1987A周围内环状星云的元素丰度与密度结构

我们展示了来自英澳望远镜（AAT）和甚大望远镜（VLT）在爆发后约1400至约5000天期间，SN 1987A周围内环状星云的光学光谱数据。我们还汇编了文献中在约300至约2000天期间可用的光学和近红外谱线流量。这些谱线光变曲线通过光致电离模型进行拟合，以确定内环的密度结构和元素丰度。我们发现内环内电离气体的密度范围为$1 \times 10^3$到$3 \times 10^4$原子 cm$^{-3}$，总质量约为$0.058 M_\odot$。从光学和近红外数据推断出的丰度还辅以Lundqvist & Fransson (1996)基于紫外谱线的估算。通过这种方式，我们发现He/H比值（按原子数计）为$0.17 \pm 0.06$，这比先前估算的低约30%，是太阳值和大麦哲伦云（LMC）值的两倍。我们发现N/O比值为$1.5 \pm 0.7$，总(C+N+O)/(H+He)丰度约为LMC值的1.6倍，或约为最新太阳值的0.6倍。发现铁丰度为太阳值的$0.20 \pm 0.11$倍，这在LMC的估算范围内。我们还展示了利用VLT在晚期（约5000 - 7500天）观测到的[O III]、[Ne III]、[Ne IV]、[Ar III]、[Ar IV]和[Fe VII]的谱线光变曲线。我们将这些与模型流量进行了比较，发现需要一个额外的$10^2$原子 cm$^{-3}$成分来解释最高电离谱线的数据。这种低密度气体预计存在于内环内部的H II区，该区域可能也在更高纬度（环平面外）延伸到更大半径。在晚于约5000天的时期，我们的模型对这些谱线中的大多数发射估计不足，正如预期的那样，这是由于超新星抛射物与环相互作用的贡献所致。