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明亮红新星二维辐射流体力学模拟

太阳与恒星天体物理 2025-12-01 v2 高能天体物理现象

摘要

明亮红新星(LRNe)是与恒星并合和公共包层演化(CEE)期间物质抛射相关的暂现源。LRNe有望照亮双星演化中导致CEE的、抛射阶段以及随后的直接后果等鲜为人知的阶段。然而,为LRN光变曲线提供能量的机制及其观测多样性的起源仍是未解之谜。在此,我们进行了考虑氢和氦复合及相关不透明度的LRNe二维动网格辐射流体力学模拟。我们研究了一次典型的大质量恒星并合,该并合以410 km/s的特征速度动力学抛射了2 MM_\odot 的物质。这些抛射物与先前非守恒失控质量转移阶段遗留下来的、集中于赤道周围的2.7 MM_\odot 双星周物质(CBM)发生碰撞。我们发现产生的光变曲线由一个短暂的蓝色峰值组成,随后是一个更红、主要由激波驱动的平台,光度最高可达 104110^{41} erg/s,持续时间最长可达200天。这些光度显著高于由相同质量的简单球状抛射所产生的光度,持续时间也长得多。它们还以复杂的方式依赖于CBM的径向分布和视角。激波嵌入在抛射物中,其在光学厚阶段的观测特征在很大程度上被隐藏。我们的结果与最亮的河外LRNe的观测广泛吻合,并为将LRNe转化为双星演化的强大探针铺平了道路。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.09257,
  title  = {Two-Dimensional Radiation-Hydrodynamic Simulations of Luminous Red Novae},
  author = {Anthony Kirilov and Diego Calderón and Ondřej Pejcha and Paul C. Duffell},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.09257},
  year   = {2025}
}

备注

Accepted to ApJL. 6 figures and 1 table in the main text, 28 pages. Added tabulated EOS and opacities, viewing-angle dependent light curves from raytracing, illumination by central merger remnant, and comparison to observed events. Movies will become available in the journal once published