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为核心坍缩超新星中的星周相互作用搭建舞台 II:超新星前身星中的波驱动质量损失

太阳与恒星天体物理 2015-06-17 v1

摘要

由与星周物质相互作用驱动的超新星(SNe)提供了核心坍缩前最后几年内剧烈恒星质量损失的证据。我们曾论证,在核心氖燃烧期间及之后,由核心对流激发的内部重力波可以利用核心聚变能量,并将超爱丁顿能流通量输送到恒星包层, potentially 剥离高达约 1 个太阳质量的物质。在这项工作中,我们使用 MESA 一维恒星演化代码探索超新星前身星的内部条件,以寻找最容易发生波驱动质量损失的情况。我们专注于适用于广泛前身星的简单数量级考量。核心氖和氧聚变期间的波驱动质量损失优先发生在较低质量(<~ 20 个太阳质量 ZAMS)恒星或大质量、亚太阳金属丰度恒星中。在我们调查的超新星前身星中,大约 20% 可以在波中激发约 10^46 - 10^48 erg 的能量,这可能在核心坍缩前几个月到十年内驱动质量损失。这种能量可以产生一个星周环境,其中 10^-3 - 1 个太阳质量的物质在爆炸前到达约 100 AU 处。我们预测与前超新星物质抛射相关的能量与核心坍缩时间之间存在相关性,最剧烈的质量损失优先发生在更接近核心坍缩的时刻。在硅燃烧期间(对于我们前身星模型而言约为 5 天的阶段),波能量可能会使约 10^-3 - 1 个太阳质量的恒星包层膨胀至约 10 - 100 个太阳半径。这表明一些名义上的致密超新星前身星(Ibc 型前身星)将具有与传统假设显著不同的超新星激波突破特征。我们讨论了我们的结果对核心坍缩超新星机制、IIn 型超新星、来自扩展前身星的 IIb 型超新星(例如超新星 1993j 和 2011dh)以及观测到的前超新星爆发的影响。

关键词

引用

@article{arxiv.1308.5978,
  title  = {Setting the Stage for Circumstellar Interaction in Core-Collapse Supernovae II: Wave-Driven Mass Loss in Supernova Progenitors},
  author = {Joshua H. Shiode and Eliot Quataert},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1308.5978},
  year   = {2015}
}

备注

24 pages, 15 figures, 2 tables; submitted to ApJ