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运动学与宿主星系性质表明富钙超新星前身星具有核区起源

高能天体物理现象 2015-08-26 v1 宇宙学与河外天体物理 星系天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

富钙超新星(Ca-rich SNe)是一类特殊的低光度 Ib 型超新星,其在峰值亮度后约 2 个月时表现出相对较强的 Ca 谱线。此类超新星还具有较宽的投影偏移分布,其中几个成员距离其宿主星系 30 - 150 kpc。在超新星位置未发现任何恒星种群的迹象。利用 13 颗富钙超新星的样本,我们提供了运动学证据,表明富钙超新星的前身星起源于其宿主星系中心附近,并被抛射至超新星爆炸位置。具体而言,具有较小投影偏移的超新星表现出由星云谱线确定的大视线速度位移,而那些具有较大投影偏移的超新星则无显著速度位移。因此,速度位移主要并非超新星爆炸的结果。在两个等光半径内存在蓝移速度位移超新星的过剩(6 颗中有 5 颗),表明这些超新星正在远离其宿主星系,而位于星系远侧的红移超新星在超新星巡天中被选择性遗漏。此外,几乎每颗富钙超新星的宿主星系都显示出近期并合的迹象和/或处于致密环境中。我们提出了一个符合所有当前数据的前身星模型:富钙超新星的前身星系统是一个双白矮星(WD)系统,其中至少一颗白矮星具有显著的 He 丰度。该系统通过与超大质量黑洞(SMBH)的相互作用被从其宿主星系弹出,且双星系统变硬,显著缩短了并合时间。平均经过 10 - 100 Myr 后,该系统在具有较大物理偏移的位置发生爆炸。对于经历过近期并合的星系,此类事件的发生率显著增强,这可能使富钙超新星成为探测星系并合率和(双)超大质量黑洞种群的新探针。(摘要节选)

关键词

引用

@article{arxiv.1501.07607,
  title  = {Kinematics and Host-Galaxy Properties Suggest a Nuclear Origin for Calcium-Rich Supernova Progenitors},
  author = {Ryan J. Foley},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1501.07607},
  year   = {2015}
}

备注

16 pages, 12 pages, submitted to MNRAS