超亮超新星和长伽马射线暴是否仅产生于年轻致密星团？
高能天体物理现象
2015-06-15 v2
摘要
超亮超新星（SLSN）几乎只发生在小星系（类似 SMC/LMC 或更小）中，而在较大的恒星形成星系中观测到的少数 SLSN 总是出现在其宿主星系核附近。另一类奇特且高能的超新星是与长持续时间伽马射线暴（LGRBs）相关的宽谱线 Ic 型超新星（SN Ic-BL）。这类超新星也强烈倾向于发生在小型（类似 SMC/LMC 或更小）恒星形成星系中，且在这些星系中 LGRBs 总是出现在最亮的区域。对类似于 LGRBs 宿主星系的邻近恒星形成星系的研究表明，这些最亮区域是由包含数百颗 O 型和 Wolf-Rayet 型恒星的巨大致密年轻星团产生的巨型 HII 区。在我们银河系等较大星系的核区几百秒差距范围内，也大量存在此类致密年轻星团。我们认为，SLSN 和 SN Ic-BL/LGRBs 是致密年轻星团中两类动力学相互作用的专属产物。在我们的模型中，SN Ic-BL“引擎”所需的坍缩恒星核高角动量，源于动力学产生的星团双星（具有近乎等质量组分）在主序后阶段的并合。该并合产生了一颗临界旋转的单氦星，其具有足够的角动量以产生 LGRB；观测到的 LGRB“金属丰度回避”现象是该模型的自然推论。另一方面，我们认为 SLSN 可能是致密星团中逃逸多重碰撞的产物，并展示（及量化）了产生不同类型 SLSN 的合理情景。
引用
@article{arxiv.1303.6961,
title = {Are Super-Luminous supernovae and Long GRBs produced exclusively in young dense star clusters?},
author = {Edward P. J. van den Heuvel and Simon Portegies Zwart},
journal= {arXiv preprint arXiv:1303.6961},
year = {2015}
}
备注
ApJ (23 pages, in press)