合并白矮星双星产生椭圆星系中的 Ia 型超新星
高能天体物理现象
2024-12-30 v3
摘要
我发现具有双峰星云发射轮廓的 Ia 型超新星（SNe Ia）几乎仅出现在大质量（M_⋆ ≳ 10^11 M_⊙）且恒星形成率较低（SFR ≲ 0.5 M_⊙/yr）的星系中。双峰轮廓很可能由两颗在合并或碰撞中爆炸的白矮星产生，这一观点得到峰-峰速度间隔（v_sep）与 Ia 型超新星峰值光度（M_V）之间相关性的支持，这种相关性自然地源于更质量大的白矮星双星在爆炸过程中合成更多的 ⁵⁶Ni。静止宿主星系与形成双白矮星双星所需的长延迟时间一致。具有和不具有双峰星云谱线的 SNe Ia 在宿主星系质量、SFR 和比 SFR 上的分布存在差异，K-S 检验概率分别为 3.1%、0.03% 和 0.02%。观测视角效应可以完全解释静止宿主星系中不具有双峰发射轮廓的 SNe Ia，而恒星形成宿主星系中合并/碰撞驱动的 SNe Ia 匮乏意味着正常 SNe Ia 至少需要两种不同的前身星通道。全部 SNe Ia 中有 30–40% 起源于合并或碰撞，具体比例取决于宿主环境如何清晰地区分前身星情景。双峰 SNe Ia 与亚亮的 91bg 型类 Ia 超新星共享一些特征，后者同样偏好年老星族，但两种分类之间没有明确的关联。这可能暗示存在独立的过程或抛射物(非)对称性的多个轴。现有的白矮星合并与碰撞模型大体上再现了 v_sep - M_V 相关性，未来的分析可能能够推断外部星系中合并白矮星的质量/质量比。
引用
@article{arxiv.2408.00840,
title = {Merging White Dwarf Binaries Produce Type Ia Supernovae in Elliptical Galaxies},
author = {Michael A. Tucker},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.00840},
year = {2024}
}
备注
7 pages, 4 figures, 1 table. Accepted to MNRAS Letters