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热核超新星:通过晚期红外谱线轮廓探测磁场

高能天体物理现象 2015-06-22 v1

摘要

我们研究了磁场 B 对 Ia 型超新星晚期红外谱线轮廓和光曲线的印记。作为基准,我们使用 Chandrasekhar 质量 MChM_{Ch} 白矮星 (WD) 的爆炸,具体而言是延迟爆轰模型。我们假设白矮星的初始表面磁场在 1 到 1E9 G 之间。我们讨论了大尺度偶极磁场和小尺度磁场。我们发现,在不考虑 B 的情况下,1.644 μ\mum 处的 [Fe II] 谱线可用于分析爆炸白矮星直至第 200 天的整体化学和密度结构。随后,正电子输运和磁场效应变得重要。到第 500 天,谱线轮廓对 B 的形态变得敏感,并且对于偶极场具有方向依赖性。对于小尺度 B,未发现光谱具有明显或无方向依赖性。大约 200 天后,持续的宽线、平顶或短粗轮廓需要高密度燃烧,这是接近 MChM_{Ch} 的白矮星的特征。窄峰轮廓是化学混合或亚 MChM_{Ch} 白矮星的特征。需要良好的时间覆盖以分离光深效应、B 的大小和形态以及观测者视角角度的影响。光谱需要约 500 km/sec 的分辨率和约 20% 的信噪比。我们以约 1.5 和 1.8 μ\mum 处同样显著的特征为例展示了谱线混合效应。对于某些 Ia 型超新星,已观测到第 300 天之后的光谱,这支持了至少在某些情况下存在 MChM_{Ch} 质量爆炸,并要求磁场等于或超过 1E6 G。我们简要讨论了 B 的大小和形态对光曲线的影响以及鉴于 Ia 型超新星多样性的局限性。我们认为谱线轮廓是对 B 更直接的测量。

关键词

引用

@article{arxiv.1409.2159,
  title  = {Thermonuclear Supernovae: Probing Magnetic Fields by Late-Time IR Line Profiles},
  author = {R. Penney and P. Hoeflich},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1409.2159},
  year   = {2015}
}

备注

16 pages with 10 figures, ApJ accepted