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II型超新星星云相的辐射转移建模:对前身星与爆炸性质的依赖性

太阳与恒星天体物理 2020-10-07 v1 高能天体物理现象

摘要

核坍缩超新星(SNe)的星云相光谱提供了关于前身大质量恒星及其爆炸的关键且独特的信息。我们给出了一组在爆炸后300d的II型超新星的一维稳态非局部热动平衡辐射转移计算。在以大量恒星演化模拟结果为指导的基础上,我们为12、15、20和25Msun恒星爆炸所形成的II型超新星构建了抛射物模型。抛射物密度结构与动能、56Ni质量以及化学混合程度均被参数化。我们的模型光谱对所采用的谱线多普勒宽度敏感,我们将此现象归因于FeII和OI谱线与Lyalpha及Lybeta的重叠。我们的光谱对56Ni混合表现出强烈敏感性,因其决定了衰变能在何处被吸收。即使在爆炸后300d,富H层仍会对来自内部富金属层的辐射进行再处理。在给定前身星模型中,56Ni质量和分布的变化会影响抛射物电离度,从而可调节所有谱线的强度。此类电离度偏移可抑制CaII线发射。在我们的模型集合中,OI6300双线的强度是前身星质量最稳健的表征。然而,我们强调前身大质量恒星内部的对流壳层合并可将Ca污染O富壳层,从而削弱所得星云相II型超新星光谱中的OI6300双线流量。该过程可能在自然界中发生,且在更高质量前身星中更为频繁,并可在一定程度上解释从星云相光谱推断出的低于17Msun的前身星质量占多数这一现象。

关键词

引用

@article{arxiv.2007.02243,
  title  = {Radiative-transfer modeling of nebular-phase type II supernovae. Dependencies on progenitor and explosion properties},
  author = {Luc Dessart and D. John Hillier},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2007.02243},
  year   = {2020}
}

备注

Accepted for publication in A&A