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超新星与星周介质相互作用产生的热暂现源全景

高能天体物理现象 2024-08-08 v2 太阳与恒星天体物理

摘要

超新星抛射物与周围星周介质(CSM)的相互作用会产生强激波,该激波可将抛射物的动能转化为可观测的辐射。鉴于潜在 CSM 结构的多样性(源于晚期恒星爆发、双星相互作用和星风等多种质量损失过程),由此产生的暂现源可以表现出广泛的光变曲线形态。我们提供了一个框架,用于对由与球形 CSM 壳层相互作用而产生的暂现源进行分类。光变曲线被分解为五个连续的阶段,从相互作用开始,一直延伸到激波突破和随后的激波冷却。每个阶段在光变曲线中的相对显著性由两个无量纲量决定,分别代表 CSM 与抛射物的质量比 η\eta 以及突破参数 ξ\xi。这两个参数定义了四类光变曲线形态,其中每一类的特征由激波突破的位置以及激波扫过 CSM 时的减速程度决定。我们汇编了将每个光变曲线阶段的光度和持续时间与物理参数联系起来的解析标度关系。随后,我们在广泛的抛射物和 CSM 参数范围内运行了一系列辐射流体动力学模拟网格,以数值方式探索相互作用光变曲线的全景,并校准和验证了解析标度。我们将我们的理论框架与几个观测到的暂现源案例研究联系起来,突出了其在解释缓增超新星和极超新星、快速蓝色光学暂现源以及双峰光变曲线方面的相关性。

关键词

引用

@article{arxiv.2304.03360,
  title  = {The Landscape of Thermal Transients from Supernova Interacting with a Circumstellar Medium},
  author = {David Khatami and Daniel Kasen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2304.03360},
  year   = {2024}
}

备注

minor revisions to match accepted ApJ manuscript