近地超新星喷出物中夹带的 $^{60}$Fe：观测者运动的影响

Evgenii Chaikin; Alexander A. Kaurov; Brian D. Fields; Camila A. Correa

doi:10.1093/mnras/stac327

近地超新星喷出物中夹带的 $^{60}$Fe：观测者运动的影响

高能天体物理现象 2022-02-16 v2 地球与行星天体物理太阳与恒星天体物理

作者: Evgenii Chaikin , Alexander A. Kaurov , Brian D. Fields , Camila A. Correa

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摘要

近期研究表明，活体（未衰变）放射性 $^{60}$ Fe 存在于深海样品、南极雪、月壤和宇宙射线中。 $^{60}$ Fe 代表了约 $3 \, \rm Myr$ 前沉积于太阳系的超新星（SN）喷出物，且最近发现了更早的约 $\approx 7 \ \rm Myr$ 前的脉冲。这些数据指向一个或多个近地 SN 爆发，其大概参与了本地泡的形成。我们使用孤立超新星在均匀星际介质（ISM）中带喷出物示踪剂的三维高分辨率光滑粒子流体动力学模拟来探究该理论。模拟使我们能够追踪气态形式的超新星喷出物以及随气体夹带于尘埃颗粒中的喷出物。我们考虑两种弥散喷出物情形：喷出物在激波中充分混合与未充分混合。在后一种情形中，我们发现这些喷出物远远落后于前向激波，将夹带喷出物可输送的距离限制在平均氢密度 $n_\mathrm{H}=0.1\; \rm cm^{-3}$ 的 ISM 中约为 100 pc。我们表明 $^{60}$ Fe 吸积的强度与持续时间取决于 ISM 密度和太阳系轨迹。此外，我们通过假设太阳系以 $30$ -km s $^{-1}$ 速度作两条线性轨迹，展示了用该模型重现 $^{60}$ Fe 浓度两个观测峰的可能性。我们能够重现两个观测峰这一事实，进一步支持了 $^{60}$ Fe 信号源自近地 SNe 的理论。

关键词

超新星喷出物 $^{60}$Fe 本地泡光滑粒子流体动力学星际介质太阳系轨迹观测者运动

引用

@article{arxiv.2109.11242,
  title  = {Simulations of $^{60}$Fe entrained in ejecta from a near-Earth supernova: Effects of observer motion},
  author = {Evgenii Chaikin and Alexander A. Kaurov and Brian D. Fields and Camila A. Correa},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2109.11242},
  year   = {2022}
}

备注

17 pages, 11 figures (including appendix); Accepted for publication in MNRAS

近地超新星喷出物中夹带的 $^{60}$Fe：观测者运动的影响

摘要

关键词

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