磁星驱动超亮超新星的三维模拟
高能天体物理现象
2020-04-29 v3
摘要
年轻超新星(SN)中快速自转的磁星可通过将其部分转动能转化为辐射而产生超亮暂现源。在此,我们呈现了迄今首个磁星驱动 SN 在由爆发前恒星外层抛射所形成的星周介质中的三维流体动力学模拟。我们发现流体动力学不稳定性在抛射物中以两种尺度形成,而非如普通核坍缩 SN 中仅一种:在磁星供能的热泡中,以及 SN 向前激波犁过环境气体时。来自气泡的压强也使前向激波后的不稳定性比正常 SN 更剧烈,并在爆炸中引起更多混合,这对事件光变曲线与光谱有重要后果,无法被一维模型捕捉。我们还发现磁星可将 Ca 与 Si 加速至 12000 km/s 的速度,并解释观测中它们增宽的发射线。我们的模拟也揭示,即便弱磁星的能量也能将抛射物深部的铁族元素加速至 km/s,并解释某些核坍缩 SN(如 SN 1987A)早期观测到的高速度 Fe。
引用
@article{arxiv.1904.12875,
title = {Three-Dimensional Simulations of Magnetar-Powered Superluminous Supernovae},
author = {Ke-Jung Chen and S. E. Woosley and Daniel J. Whalen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.12875},
year = {2020}
}
备注
Accepted to ApJ, 12 pages