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超新星辐射传递建模中的碳氧化物冷却

太阳与恒星天体物理 2024-06-28 v2 高能天体物理现象

摘要

碳氧化物(CO)发射在多个核心崩溃超新星(SNe)中被观察到,已知在后期是重要的冷却剂。我们在辐射传递代码CMFGEN中实现了化学反应网络,以探讨CO的形成及其对SN ejecta的影响。我们计算了两种1D SN模型,一种包含CO,另一种不包含CO:一种在 nebular 时代的BSG爆炸模型,以及一个完整的时间序列(50至300天)的RSG爆炸。在两种模型中,CO在时代发生于浓密的内核区域,速度<2000km/s<2000 \mathrm{km/s},此处CO的线发射可占主导冷却作用,使局部温度降低最高可达因子2,削弱发射线并导致光度曲线加速衰减。该能量则以CO波段形式释放,主要为约4.5μm4.5\mathrm{\mu m}的 fundamental 带,此处可占后期总亮度的最高20%。然而,CO冷却函数的非单调性会导致数值困难并引入多种温度解。在CO丰度对少数反应速率的敏感性问题的加剧下,这些反应速率在文献中不确定性大或差异显著。我们的结果也表明,在许多SNe中,CO的能级分布远离其LTE值。不幸的是,准确的碰撞数据仅限于少数几个跃迁。

关键词

引用

@article{arxiv.2406.10132,
  title  = {Carbon Monoxide Cooling in Radiative Transfer Modeling of Supernovae},
  author = {Collin McLeod and D. John Hillier and Luc Dessart},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2406.10132},
  year   = {2024}
}

备注

15 pages, 12 figures. Accepted for publication in MNRAS