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核坍缩超新星中致密星周相互作用的光学至 X 射线特征

高能天体物理现象 2022-04-06 v2

摘要

核坍缩超新星(SNe)的前身在坍缩前数月到数年可向星周物质(CSM)抛射显著质量。随后的 SN 爆炸发射抛射物,可能与此 CSM 碰撞,产生可横跨电磁谱供能的激波。本文探讨当 CSM 密度轮廓在某外半径处截断时致密 CSM 相互作用的热特征。光学深度 >c/v>c/v(其中 vv 为激波速度)的 CSM 将主要产生 \sim黑体光学/UV 发射,而较低光学深度的 CSM 将供能韧致 X 射线发射。聚焦后者,我们推导所得 X 射线暂现源的光变曲线与光谱,其中包含对康普顿化的细致处理。由于强光电吸收,X 射线光变曲线由激波到达 CSM 截断半径后发生的“相互作用后”阶段主导。我们在此首次处理该 regime。利用这些结果,我们呈现作为 CSM 性质函数的光学、UV 与 X 射线暂现源相空间,并讨论可探测前景。我们发现 ROSAT 对 CSM X 射线暂现源不敏感,而 eROSITA 预计将探测到许多此类事件。未来如 ULTRASAT 的宽场 UV 任务将极大提升对大光学深度 CSM 构型的灵敏度。最后,我们提出可直接由 X 射线暂现源可观测特征推断 CSM 性质的框架。这可作为利用 SN X 射线探测研究恒星质量损失的重要工具。

关键词

引用

@article{arxiv.2109.09746,
  title  = {Optical to X-ray Signatures of Dense Circumstellar Interaction in Core-Collapse Supernovae},
  author = {Ben Margalit and Eliot Quataert and Anna Y. Q. Ho},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.09746},
  year   = {2022}
}

备注

ApJ accepted version