超新星星云光谱表明大质量恒星存在混合包层剥离机制

当零龄主序质量 $M_{\rm ZAMS} \gtrsim 8M_\odot$ 的大质量恒星核心的核燃料耗尽时，铁核或镁核的中心部分坍缩并形成中子星或黑洞。与此同时，坍缩核心上方的物质被迅速抛射，如果该星在爆炸前外层氢包层已被移除，则导致剥离包层超新星（SESN）爆发。包层据信或通过强恒星风剥离，或由于在密近双星轨道中向伴星转移质量而剥离。目前尚不清楚哪种过程占主导，以及不同类别的 SESN（按包层剥离程度递增依次为 IIb、Ib 和 Ic 型超新星）是否由不同机制起作用。本工作提出了对 SESN 晚时间星云光谱的新分析，其比早期光谱分析对核心结构差异更为敏感。结果表明，除残余氢包层量不同外，IIb 和 Ib 型超新星的前身星无法区分，而 Ic 型超新星不仅缺乏氢和氦，而且明显比 IIb 和 Ib 型质量更大。这些发现强烈表明，外层氢包层及更深层氦层的移除由不止一种机制负责：前者最可能源于双星相互作用，后者涉及依赖于质量的过程，如强恒星风或爆发前 episodic 质量抛射。