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来自 II 型超新星膨胀包层的紫外/光学辐射

高能天体物理现象 2017-04-12 v2

摘要

超新星(SN)光变曲线的早期部分由从膨胀的激波加热前身星包层中逃逸的辐射主导。对于多方氢包层,发射辐射的性质由简单的解析表达式描述,且几乎与多方指数 nn 无关。该解析描述在早期成立,即 t<t<~数天,在此期间辐射从最初位于恒星表面附近的壳层逃逸。我们使用数值解来探讨两个问题。首先,我们表明该解析描述在早期对于非多方密度分布同样成立。其次,我们将解推广到较晚时期,此时发射来自包层深处,并依赖于前身星的密度分布。通过检验具有广泛核与包层质量和半径比范围(0.1Mc/Menv100.1\le M_{\rm c}/M_{\rm env}\le10103Rc/R10110^{-3}\le R_{\rm c}/R\le10^{-1})的多方包层的晚期行为,我们发现有效温度在晚期同样可由解析解很好地描述,而光度 LL 受到一个因子的抑制,该因子在 t=ttr/at=t_{\rm tr}/a 之前可被 Aexp[(at/ttr)α]A\exp[-(at/t_{\rm tr})^\alpha] 近似至优于 20[30]%20[30]\% 的精度,其中 ttr=15(Menv/M)3/4(E/1051erg)1/4 dt_{\rm tr} = 15 (M_{\rm env}/M_\odot)^{3/4}(E/10^{51}{\rm erg})^{-1/4}~\rm dA=0.9[0.8]A=0.9[0.8]a=1.7[4.6]a=1.7[4.6]α=0.8[0.7]\alpha=0.8[0.7](对应 n=3/2[3]n=3/2[3])。只要不透明度近似为完全电离气体的不透明度,即对于 T>0.7 eVT>0.7~\rm eVt<14(R/1013.5cm)0.55 dt<14(R/10^{13.5}{\rm cm})^{0.55}~\rm d,该描述就成立。对于标准多方包层在 ttr/at_{\rm tr}/a 处获得的 LL 的抑制,可能解释了双峰 SN 光变曲线的第一个光学峰,当 Menv<1MM_{\rm env}<1M_\odot 时该第一峰出现在数天处。

关键词

引用

@article{arxiv.1607.03700,
  title  = {UV/Optical emission from the expanding envelopes of type II supernovae},
  author = {Nir Sapir and Eli Waxman},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1607.03700},
  year   = {2017}
}

备注

11 pages, 18 figures. Accepted to ApJ. Expanded comparison with previous work. Expanded discussion