墙外: Ia 与 Ib 型超新星与部分扫集星周介质相互作用的流体动力学
高能天体物理现象
2020-05-20 v1
摘要
解释观测到的超新星(SNe)多样性及爆炸物理需要了解其前身星,而这可通过限制星周介质(CSM)来获得。要推断 CSM 的结构并将其联系到前身星模型,必须有 SN 抛射物与 CSM 碰撞的模型。近期一些 I 型 SNe 揭示 CSM 集中在距离 cm 处,而针对此类 SN 相互作用的模型极为有限。本文假设该集中区域为一代表扫集物质的“墙”,墙外为未扫集物质。我们利用 RT1D 模拟了 SNe Ia 与 Ib 撞击 300 种独特 CSM 构型的一维流体动力学,该代码能捕捉瑞利-泰勒不稳定性。我们发现墙与抛射物间的密度比——记为 或“墙高”——是关键参数,较高的墙更偏离自相似演化。我们给出了考虑 的前向激波半径演化函数拟合。我们表明较高的墙在减速参数上 CSM 性质间有更强简并性、激波更慢、反向激波探测更深、受激抛射物更慢、激波中抛射物质量少于 CSM 质量,以及早期抛射物向 CSM 中混合更多。我们分析了 SN 2014C(Ib 型)的观测,认为其具有中等高度的墙()和风状外 CSM。我们还对 SN 2014C 的射电数据提出另一种解释,即射电上升发生在风中而非墙中。最后,我们发现极晚期的流体力学测量无法区分墙的存在,除非表现为异常宽的激波区域。
引用
@article{arxiv.2004.03612,
title = {Outside the Wall: Hydrodynamics of Type I Supernovae Interacting with a Partially Swept-Up Circumstellar Medium},
author = {Chelsea E. Harris and Peter E. Nugent},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.03612},
year = {2020}
}
备注
17 pages, 13 figures, accepted to ApJ