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富金属对不稳定超新星:旋转效应

太阳与恒星天体物理 2024-02-14 v4 高能天体物理现象

摘要

在本文中,我们重新审视了与小麦哲伦云(SMC)、大麦哲伦云(LMC)和 0.1ZZ_\odot 金属丰度一致的富金属旋转对不稳定超新星(PISNe)模型。通过计算多个模型,我们旨在厘清 PISNe 的质量范围与抛射的 56^{56}Ni 质量,以及前身星的质量损失历史。我们发现 Wolf-Rayet(WR)质量损失率的选择十分重要,我们采用 Sander & Vink(2020)近期提出的、覆盖 PISNe 前身星质量范围的速率。我们表明慢速旋转因旋转混合导致核心质量增加而降低 PISN 质量范围。另一方面,若假设观测 OB 星的 typical 旋转速度,质量损失增加更为显著,最终恒星质量小于非旋转模型。结果,对于此类快速旋转模型,具有超过 10M{ M}_\odot56^{56}Ni 质量的明亮超新星的典型质量范围,在 LMC 与 0.1ZZ_\odot 金属丰度下分别大于 400、350 M{ M}_\odot。有趣的是,与先前工作不同,我们发现大多数情况下为富氧前身星。该富 O 前身星可能与近期确认的对不稳定超新星候选体 SN2018ibb 一致。富 He 前身星仅见于相对暗且贫金属(Z0.1ZZ \lesssim 0.1 Z_\odot)的 PISNe。我们还讨论了富金属 PISNe 的黑洞质量间隙,表明其间隙上限低于 Pop III 情形。

关键词

引用

@article{arxiv.2307.02692,
  title  = {Metal-enriched Pair-instability supernovae: Effects of rotation},
  author = {Hideyuki Umeda and Chris Nagele},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2307.02692},
  year   = {2024}
}