"超钱德拉"型 Ia 超新星 SN 2009dc 的光谱建模——检验 2 M_sun 白矮星爆炸模型及替代方案
摘要
极高光度、超钱德拉 (SC) 型 Ia 超新星 (SNe Ia) 迄今仍是一个无法解释的现象。我们通过使用光谱合成代码对其光球光谱进行建模，并采用“丰度层析”技术，分析了该类别中一颗观测良好的超新星 SN 2009dc。我们给出了基于不同密度分布（对应不同爆炸场景）的光谱模型，并讨论了它们的一致性。首先，我们使用模拟的 2 M_sun 旋转 C-O 白矮星 (WD) 爆炸的密度结构，这常被作为解释 SC SNe Ia 的一种可能方案提出。然后，我们测试了根据谱线速度（蓝移）演化经验推断的密度分布。该模型可被解释为抛射物质量约 3 M_sun 的核坍缩超新星。最后，我们计算了假设相互作用场景下的光谱。在这种场景下，SN 2009dc 将是一次具有正常内禀光度的标准 WD 爆炸，且该光度会因抛射物与贫 H/He 的星周介质相互作用而增强。我们发现，所测试的模型均无法轻易解释 SN 2009dc。在 2 M_sun WD 模型中，我们的丰度分析预测在中/高速抛射物 (v > 9000 km/s) 中只有少量燃烧产物。然而，在原始的爆炸模拟中，由于每单位质量的核能释放很大，高 v 处存在燃烧物质。只有当不对称性强烈影响辐射转移，或者存在质量远超 2 M_sun 的 C-O WD 时，这一矛盾才能得到解决。在核坍缩场景下，预期铁族元素速度较低，但 SN 2009dc 中的丰度分层看起来“像 SNe Ia”。基于相互作用的模型看起来很有前景，我们对可能的 progenitor 构型作了一些推测。然而，需要辐射-流体力学模拟来判断该场景是否真的现实。
引用
@article{arxiv.1209.1339,
title = {Spectral modelling of the "Super-Chandra" Type Ia SN 2009dc - testing a 2 M_sun white dwarf explosion model and alternatives},
author = {Stephan Hachinger and Paolo A. Mazzali and Stefan Taubenberger and Michael Fink and Rüdiger Pakmor and Wolfgang Hillebrandt and Ivo R. Seitenzahl},
journal= {arXiv preprint arXiv:1209.1339},
year = {2013}
}
备注
22 pages, 12 figures, published in MNRAS. V2: several small corrections (typos, style)