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模拟的三维 $^{56}$Ni 型 IIp 超新星分布

高能天体物理现象 2025-09-23 v1 太阳与恒星天体物理

摘要

我们present对红巨星 progenitor 所产生的型IIp超新星 asymptotic ejecta 分布的首次三维研究。我们使用从核心冲击穿过爆炸前数秒内的辐射-流体动力学代码F{\sc{ornax}}进行模拟,然后使用该代码的流体动力学变体FLASH跟随直到星体冲击穿出并演化至 ejecta 进入星际介质的仿射膨胀阶段。我们研究的 progenitor 模型范围为9至25 M_\odot,爆炸能量跨越\sim0.1-1 Bethe。冲击穿出时间跨越\sim1-4天,冲击穿出时间的方向性差异从几小时延伸至超过一天。我们发现,56^{56}Ni ejecta 的偶极定向从前几秒一直保持至冲击穿出时刻。56^{56}Ni ejecta穿透最初的外层氧气壳,其全局结构在 ejecta 通过星体包层演化时呈现出小尺度团块化特征。在我们大多数模型中,中子星 kick 与 56^{56}Ni ejecta 反向对齐。具有强偶极 ejecta 形貌且拥有巨大的氢/氦包层且内边界位于较深处的模型,可使 56^{56}Ni ejecta 中最多有\sim70%混合进入外层包层,达到 asymptotic 速度范围为\sim350至3200 km s1^{-1}。源自红巨星 progenitor 且展现显著镍特征的超新星通常会显示 56^{56}Ni 混合进入星体包层的显著特征。

关键词

引用

@article{arxiv.2509.16314,
  title  = {Simulated 3D $^{56}$Ni Distributions of Type IIp Supernovae},
  author = {David Vartanyan and Adam Burrows and Lizzy Teryoshin and Tianshu Wang and Daniel Kasen and Benny Tsang and Matthew S. B. Coleman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2509.16314},
  year   = {2025}
}

备注

submitted to ApJ