超新星中的一氧化碳形成与冷却
太阳与恒星天体物理
2020-10-14 v1 星系天体物理
高能天体物理现象
摘要
分子物理的纳入是建模超新星（SNe）光谱时往往缺失的重要一环。分子对光谱有直接的影响（尤其在红外波段），也通过其对某些物理条件（如温度）的影响而产生间接影响。在本文中，我们旨在研究分子形成与非局部热力学平衡（NLTE）冷却，特别关注 CO——超新星中最常被探测到的分子。我们还旨在确定超新星化学对物理参数的依赖以及对速率不确定性的相对敏感性。我们将分子的破坏与形成的化学动力学描述实现到 SN 光谱综合代码 SUMO 中。此外，选定的分子被耦合进完整的 NLTE 能级布居框架，从而我们将分子 NLTE 冷却纳入温度方程。我们给出了 SN 1987A 在 150 至 600 天间 CO 形成的测试模型，并研究了所得分子质量对输入参数的敏感性。我们发现热演化与所形成的 CO 量之间存在紧密的相互依赖，主要通过一个对温度敏感的、与 O+ 发生的 CO 破坏过程。几百天后，CO 完全主导超新星氧-碳区的冷却，因此该区贡献极少光学发射。计算所得 CO 质量的不确定性随单个速率的典型不确定因子近似线性缩放。我们展示了分子质量如何可能被用来约束超新星的各种物理参数。
引用
@article{arxiv.2008.03160,
title = {Carbon monoxide formation and cooling in supernovae},
author = {Sofie Liljegren and Anders Jerkstrand and Jon Grumer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.03160},
year = {2020}
}