研究 Ia 型超新星硬 X 射线与伽马射线的前景

我们对 Ia 型超新星 (SNe Ia) 的二维延迟爆轰模型进行了多维、随时间变化的辐射转移模拟，追踪 $^{56}$Ni 和 $^{56}$Co 的放射性衰变所产生的硬 X 射线和伽马射线辐射。将合成光谱和光变曲线与当前及未来观测台在 $10^6$ 秒曝光时间下的灵敏度进行了比较。INTEGRAL 卫星上的 SPI 仪器未在 6.4 Mpc 处的 SN 2011fe 探测到伽马射线信号，这独立于任何其他波段的观测，为 $^{56}$Ni 的质量设定了 $\lesssim 1.0 M_\odot$ 的上限。尚未有任何 SNe Ia 令人信服地测量到新形成的放射性核素的信号，但未来的 X 射线和伽马射线任务有望加深可观测视界，为显著的 SNe Ia 样本提供高能辐射数据。我们预测，NuStar（2012 年发射）或 ASTRO-H（计划于 2014 年发射）上的硬 X 射线探测器将能探测到距离约 15 Mpc 的 SNe Ia，即每几年一次。此外，根据目前的结果，ASTRO-H 上的软伽马射线探测器将能够探测到高达约 25 Mpc 的 158 keV 线发射，即每年几次 SNe Ia。提出的下一代伽马射线任务（例如 GRIPS）通过 MeV 观测可探测到距离约 20 - 35 Mpc 的 SNe Ia。这些观测将通过更直接地探测超新星光度的主要能源，为爆炸模型提供新的诊断方法和强有力的约束。