中文

II 型超新星前身星性质:基于马尔可夫链蒙特卡洛方法对流体力学模型的拟合

太阳与恒星天体物理 2020-10-14 v1 高能天体物理现象

摘要

II 型超新星(SNe II)的前身星与爆炸性质对于理解大质量恒星的演化至关重要。人们特别关注其前身星初始质量的范围,但尽管已付出诸多努力,该范围仍不确定。爆炸前图像中对前身星的直接成像指出初始质量上限截止约为 \sim18MM_{\odot}。然而,这与先前通过光变曲线建模推断前身星质量倾向于高质量解的研究存在张力。此外,有观点认为仅依靠光变曲线建模无法为 SNe II 的前身星与爆炸性质提供唯一解。我们开发了一种稳健方法,通过利用统计推断技术将 SNe II 的辐射光变曲线与光球速度演化同时拟合到流体力学模型,从而约束其物理参数。我们使用恒星演化代码 MESA 创建了爆炸前红超巨星模型,并改变初始前身星质量。随后通过这些前身星的爆炸进行流体力学模拟,其中改变了爆炸能量、合成的镍质量及其在抛射物中的空间分布。我们通过马尔可夫链蒙特卡洛方法同观测进行比较。我们将该方法应用于一组在爆炸前图像中观测到前身星的、被充分研究的 SNe,并与文献中的结果进行比较。我们发现前身星质量约束在我们的结果与由爆炸前成像及晚期光谱建模分析推导的结果之间是一致的。我们已开发出一种稳健方法来推断 SN II 前身星的前身星与爆炸性质,其与文献中其他方法一致,这表明流体力学建模能够准确约束 SNe II 的物理性质。

关键词

引用

@article{arxiv.2008.05572,
  title  = {Progenitor properties of type II supernovae: fitting to hydrodynamical models using Markov chain Monte Carlo methods},
  author = {L. Martinez and M. C. Bersten and J. P. Anderson and S. González-Gaitán and F. Förster and G. Folatelli},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2008.05572},
  year   = {2020}
}

备注

Accepted for publication on Astronomy and Astrophysics