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合并碳氧白矮星的流体动力学演化:前超新星结构与观测对应体

高能天体物理现象 2015-04-24 v1

摘要

对质量分别为1.1和1.0 M⊙的合并碳氧(CO)白矮星(WD)双星系统进行平滑粒子流体动力学(SPH)模拟,直至合并残骸达到动力学稳态。利用这些结果,评估该双星系统是否能引发热核爆炸,以及该爆炸是否可作为Ia型超新星(SN Ia)被观测到。研究了三种爆炸机制:动力学合并后的氦点燃(`氦点燃剧烈合并模型')、碳点燃(`碳点燃剧烈合并模型'),以及形成Chandrasekhar质量WD后的爆炸(`Chandrasekhar质量模型')。氦点燃剧烈合并模型的爆炸是可能的,但预测 resulting SN抛射物高度不对称,因为其伴星在爆炸时保持完整。碳点燃剧烈合并模型也能导致爆炸。然而,爆炸WD的包层扩展至约0.1 R⊙,远大于SN 2011fe推断的包层(< 0.1 R⊙),但远小于SN 2014J的包层(约1 R⊙)。对于本工作研究的WD质量组合,Chandrasekhar质量模型无法成功引发SN Ia爆炸。除上述评估外,还研究了合并过程中通过抛射的不束缚物质(`合并抛射物')的演化,假设SN Ia爆炸未被氦或碳点燃触发。合并抛射物与周围星际介质相互作用,形成一个壳层。该壳层的bolometric光度超过2×10³⁵ ergs⁻¹,持续约2×10⁴年。若果真如此,银河系中任何时刻应约有10个此类壳层。

关键词

引用

@article{arxiv.1504.06035,
  title  = {Hydrodynamical evolution of merging carbon-oxygen white dwarfs: their pre-supernova structure and observational counterparts},
  author = {Ataru Tanikawa and Naohito Nakasato and Yushi Sato and Ken'ichi Nomoto and Keiichi Maeda and Izumi Hachisu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1504.06035},
  year   = {2015}
}

备注

35 pages, 20 figures, accepted for publication in ApJ