小熊座矮星系中存在亚钱德拉塞卡质量 Ia 型超新星的证据

Andrew McWilliam; Anthony L. Piro; Carles Badenes; Eduardo Bravo

doi:10.3847/1538-4357/aab772

小熊座矮星系中存在亚钱德拉塞卡质量 Ia 型超新星的证据

高能天体物理现象 2018-05-02 v1 星系天体物理太阳与恒星天体物理

作者: Andrew McWilliam , Anthony L. Piro , Carles Badenes , Eduardo Bravo

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摘要

一个长期存在的问题是识别 Ia 型超新星（SNe Ia）难以捉摸的前身星，它们大致可分为钱德拉塞卡质量和亚钱德拉塞卡质量事件。这两种情况的一个重要区别在于核合成产额，钱德拉塞卡前身星由于爆炸前的 simmering 过程和高中心密度，其中子过剩增加，从而改变了核合成产额。通过与理论核合成产额进行比较，我们表明小熊座矮星系中金属丰度最高的恒星 COS 171 的化学成分主要由低金属丰度、低质量、亚钱德拉塞卡质量 SN Ia 的核合成所主导。关键的诊断丰度比包括 C/Fe、{\alpha}/Fe、Mn/Fe 和 Ni/Fe 比，这些不可能由钱德拉塞卡质量 SN Ia、核坍缩 II 型超新星或对不稳定性超新星产生。Ni/Fe、Cu/Fe 和 Zn/Fe 的严重匮乏也表明不存在富 $\alpha$ 元素冻结出核合成，有利于低质量白矮星前身星 SN Ia。通过将测得的 Mn/Fe 和 Si/Fe 比与爆轰模型进行比较，我们估计白矮星质量接近 0.95 $M_\odot$ 。我们还将 Mn/Fe 和 Ni/Fe 比与 Shen 等人最近预测的理论产额进行了比较，发现结果一致。为了解释 COS 171 为 -1.35 dex 的 [Fe/H]，需要将单次 SNIa 事件的抛射物与约 $10^4 M_\odot$ 的物质稀释；这对于膨胀到密度 n~1 /cm $^3$ 的温暖星际介质中的 SN Ia 遗迹来说是预期的。未来，发现更多具有我们在此强调的独特化学特征的恒星，对于限制亚钱德拉塞卡 SN Ia 的发生率和环境至关重要。

关键词

Ia 型超新星亚钱德拉塞卡质量前身星核合成矮星系化学丰度白矮星

引用

@article{arxiv.1710.05030,
  title  = {Evidence for a Sub-Chandrasekhar Mass Type~Ia Supernova in the Ursa Minor Dwarf Galaxy},
  author = {Andrew McWilliam and Anthony L. Piro and Carles Badenes and Eduardo Bravo},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1710.05030},
  year   = {2018}
}

备注

submitted to The Astrophysical Journal. 16 pages, 10 figures, 7 tables

小熊座矮星系中存在亚钱德拉塞卡质量 Ia 型超新星的证据

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