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剥离包层恒星的热核与电子俘获超新星

高能天体物理现象 2022-12-14 v2 太阳与恒星天体物理

摘要

(删节)当质量初始介于 \sim7 与 11 M_\odot 的恒星被剥离其富氢包层后,会形成大质量简并核并坍缩。依最终结构与组成不同,结果可从热核爆炸,到在电子俘获超新星(ECSN)中形成中子星。近期已证明该质量范围内的恒星可在中心密度仍低于 ρc109.6\rho_{\rm c} \lesssim 10^{9.6} g cm3^{-3} 时引发爆炸性氧燃烧。这使它们成为 Ia 型超新星——我们称之为 (C)ONe SNe Ia——的有趣候选体,并可能对经 ECSNe 形成中子星具有更广泛影响。本文中,我们模拟了 252 颗初始质量在 0.83.50.8-3.5 M_\odot 范围、金属丰度介于 Z=104Z=10^{-4}0.020.02 的氦星的演化。我们利用这些模型约束爆炸性氧点燃时的中心密度、组成与包层质量。我们进一步使用具不同星风效率的附加模型,考察了这些性质对质量损失率假设的敏感性。我们发现质量介于 \sim1.8 与 2.7 M_\odot 的氦星演化为 1.351.371.35-1.37 M_\odot 的 (C)ONe 核,其在中心密度介于 log10(ρc)9.3\rm \log_{10}(\rho_c)\sim 9.3 与 9.6 之间时引发爆炸性燃烧。我们约束了核碳燃烧后保留的残余碳量,并得出结论:其在决定最终结局中有关键作用——保留多于 0.005\sim 0.005 M_\odot 碳的 Chandrasekhar 质量简并核产生 (C)ONe SNe Ia,而碳质量更低者成为 ECSNe。我们发现 (C)ONe SNe Ia 更可能发生于高金属丰度,而低金属丰度下 ECSNe 占主导。

关键词

引用

@article{arxiv.2201.00871,
  title  = {Thermonuclear and Electron-Capture Supernovae from Stripped-Envelope Stars},
  author = {Savvas Chanlaridis and John Antoniadis and David R. Aguilera-Dena and Götz Gräfener and Norbert Langer and Nikolaos Stergioulas},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2201.00871},
  year   = {2022}
}

备注

Accepted in Astronomy & Astrophysics; v2 matches the accepted version. Comments are welcome