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非稳态质量损失导致的高光度超新星多样性

高能天体物理现象 2012-03-07 v2

摘要

我们表明,由非稳态质量损失导致的致密星风密度斜率多样性,可以成为解释 II 型高光度超新星 (LSNe) 光谱多样性的一种方式。超新星抛射物与其周围星风的相互作用被认为是照亮 LSNe 的能量来源,因为许多 LSNe 在其光谱中显示出星风特征 (IIn 型 LSNe)。然而,也存在没有星风所致光谱特征的 LSNe (IIL 型 LSNe)。我们表明,即使 LSNe 由相互作用照亮,如果考虑到其前身星的非稳态质量损失,它们也有可能不显示来自星风的窄光谱。当激波突破发生在具有密度结构 ρrw\rho\propto r^{-w} 的致密星风中时,星风光学厚区域的扩散时标 (tdt_d) 与激波突破后激波穿越整个星风的传播时标 (tst_s) 之比强烈依赖于 ww。对于 w< 1w<~1 的情况,两个时标相当 (td/ts1t_d/t_s \simeq 1),且 td/tst_d/t_sww 增大而变小。对于 td/ts1t_d/t_s\simeq 1 的情况,激波在光变曲线 (LC) 峰值后不久即穿越整个星风,因此在 LC 峰值后无法观测到来自星风的窄谱线 (IIL 型 LSNe)。如果 td/tst_d/t_s 小得多,激波在 LC 峰值后继续在星风中传播,未激波星风得以保留 (IIn 型 LSNe)。这种差异只能通过对致密星风中激波突破条件的细致处理才能获得。IIL 型 LSNe 在 LC 峰值前缺乏窄洛伦兹线轮廓,也可由密度斜率的差异来解释。此外,我们将模型应用于 IIn 型 LSN 2006gy 和 IIL 型 LSN 2008es,发现我们的模型与观测结果一致。

关键词

引用

@article{arxiv.1110.3807,
  title  = {Diversity of Luminous Supernovae from Non-Steady Mass Loss},
  author = {Takashi J. Moriya and Nozomu Tominaga},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1110.3807},
  year   = {2012}
}

备注

8 pages, 4 figures, accepted by The Astrophysical Journal