Ia 型超新星的伽马射线诊断：三维模型对可观测量的预测

除了放射性衰变产生的伽马射线辐射负责驱动 Ia 型超新星（SNe Ia）的光变曲线这一事实外，伽马射线本身作为一种诊断工具也特别令人关注，因为它们提供了一种直接途径来深入洞察这些爆发事件的核合成和运动学。我们聚焦于两个被广泛讨论的 Ia 型超新星前身星情景——钱德拉塞卡质量白矮星（WD）中的延迟爆轰以及两颗白矮星的剧烈并合——利用三维爆发模型并进行辐射转移模拟，以获得合成的伽马射线能谱。所选的两种模型产生了相同质量的 $^{56}$Ni，并具有相似的光学性质，与最近观测到的超新星 SN 2011fe 合理吻合。与光学波段相比，我们选择的两种模型的伽马射线辐射被证明存在显著差异。伽马射线辐射与 Ia 型超新星中发生的基本物理过程之间几乎直接的关联，允许对若干爆发模型属性施加额外的约束，而这些属性在其他波长范围内不易获取。提议的未来 MeV 任务（如 GRIPS）将仅能解析邻近 Ia 型超新星的所有光谱细节，但对于曝光时间为 $10^6$ s 的情况，硬度比和光变曲线测量仍允许在 10 Mpc 和 16 Mpc 处区分这两种不同的模型。探测直至室女座距离的最强谱线特征的可能性，将提供建立首个伽马射线能段 Ia 型超新星探测样本的机会，并强调了未来空间天文台对于 MeV 伽马射线的重要性。