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脉冲星驱动超新星中新生风泡的吹出

高能天体物理现象 2026-03-02 v2

摘要

快速旋转、强磁化的中子星(NS)可能形成于各类核坍缩事件中。若中子星在超新星(SN)抛射物变得透明之前注入的能量与伴随超新星的爆炸能量相当,则新生中子星风泡能够超越外部抛射物,并在流体动力学不稳定性驱动下发生吹出。基于多维数值研究,我们构建了一个最小半解析框架来追踪吹出后的动力学和辐射演化,通过扫描抛射物和中子星参数绘制吹出条件图,并计算可供巡天使用的多波段光变曲线。对于抛射物质量 Mej10MM_\mathrm{ej} \sim 10\,M_\odot、爆炸能量 Esn1051ergE_\mathrm{sn} \sim 10^{51}\,\mathrm{erg} 的剥离包层超新星,当磁场强度 Bdip1013GB_{\mathrm{dip}} \gtrsim 10^{13}\,\mathrm{G} 且自旋周期 PNSa fewmsP_\mathrm{NS} \lesssim \mathrm{a\ few}\,\mathrm{ms} 的中子星会发生吹出。相对弱场情形(Bdip1014GB_{\mathrm{dip}} \lesssim 10^{14}\,\mathrm{G})会产生明亮的双峰紫外/光学光变曲线,如在超亮超新星 LSQ14bdq 中观测到的;而强场情形(Bdip1014GB_{\mathrm{dip}} \gtrsim 10^{14}\,\mathrm{G})则导致以 X 射线吹出前兆为先导的超超新星。我们还考察了代表超剥离超新星和吸积或并合诱发坍缩事件的更弱、更低质量超新星爆发,其中吹出在更广泛的中子星参数范围内更易实现,产生持续时间为 102\mbox4s10^{2\mbox{--}4}\,\mathrm{s}、峰值光度为 1042\mbox48ergs110^{42\mbox{--}48}\,\mathrm{erg\,s^{-1}} 的快速 X 射线暂现源。我们的结果鼓励开展协同的紫外、光学和 X 射线观测,以约束宇宙中能量最强的中子星的形成。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.09552,
  title  = {Blowouts of Nascent Wind Bubbles in Pulsar-Driven Supernovae},
  author = {Mingxi Chen and Kazumi Kashiyama and Masato Sato},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.09552},
  year   = {2026}
}

备注

Accepted for publication in ApJ (26 Feb 2026). Originally submitted 14 Jan 2026. 31 pages, 16 figures