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剥离包层大质量恒星的波驱动质量损失:对前身星的依赖性、物质抛射与超新星

太阳与恒星天体物理 2021-12-10 v2 高能天体物理现象

摘要

由星周相互作用驱动的快速增亮与衰减超新星的发现,暗示了超新星前物质爆发阶段是大质量恒星演化中的关键现象。从理论预言的物质抛射机制出发,理解星周介质(CSM)的质量与径向范围十分重要。在本工作中,我们研究大质量贫氢恒星中的波加热过程,运行一系列恒星模型以预言表面能量沉积的波能量与爆炸前时间尺度。我们考察了主序前身星质量从 20–70 MM_{\odot}、金属丰度从 0.002 到 0.02 的恒星模型。这些模型大多预言包层中沉积的能量小于  ⁣1047erg\sim \! 10^{47} \, {\rm erg},且大部分能量沉积于恒星演化的最后一周内。这对应于质量小于  ⁣102M\sim \! 10^{-2} \, M_\odot、延展范围小于  ⁣1014cm\sim \! 10^{14} \, {\rm cm} 的 CSM,其规模过小,难以对随后超新星的光变曲线或光谱产生重大影响,或许在激波突破相除外。然而,少数模型预言了稍高的波能流,我们据此对物质抛射过程进行了流体力学模拟。对随后超新星的辐射转移模拟预言了一个明亮但短暂的激波冷却相,若某些 Ib/c 型超新星在爆炸后几天内被发现,该相可能被探测到。

关键词

引用

@article{arxiv.2110.01565,
  title  = {Wave-driven mass loss of stripped envelope massive stars: progenitor-dependence, mass ejection, and supernovae},
  author = {Shing-Chi Leung and Samantha Wu and Jim Fuller},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2110.01565},
  year   = {2021}
}

备注

19 pages, 36 figures. Accepted for publication in Astrophysical Journal, submitted at 21 September 2021, accepted at 1 October 2021, published at 9 December 2021