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                      雲南天文台解碼II型超新星多樣性
                      2020-09-04  |  作者:  |  【  】 【打印】 【關閉

                        近期,中国科学院云南天文台张居甲副研究员及其合作者关于II型超新星多样性起源的研究成果在《英国皇家天文学会学报》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)上发表。该文章利用相互作用模型解释II型超新星多样性起源,是研究II型超新星爆发机制以及宇宙学应用的重要一环。

                        II型超新星是繼Ia型超新星之後又一優質的宇宙學測距工具,有望將超新星測距範圍擴展到更早期宇宙,從而揭示宇宙演化的曆史。根據光變曲線輪廓,傳統上II型超新星分成光變曲線呈現出平台特征的IIP型以及光變曲線在星等尺度上線性下降的IIL型。然而,這兩種II型超新星的起源尚存爭議。通常認爲的富氫殼層電離複合模型可以解釋IIP型超新星的光度平台以及光度斷崖式跌落,但不能很好地解釋IIL型超新星相對更高的光度,以及同樣可能出現的光度斷崖式跌落。

                        张居甲等人通过超新星SN 2018zd监测,发现该超新星爆炸前有过剧烈的星风损失过程,从而在距离恒星中心2000个太阳半径的的位置形成了总量约为0.18个太阳质量的激波以及抛射物质与星周物质发生相互作用,从而产生更高的光度。结合该超新星光谱和光度演化特征,提出IIL型超新星来自早期具有强烈且短暂相互作用的IIP型超新星。由此可以解释IIL型超新星更高的峰值光度,更快的光度下降率,以及和IIP相似的光度断崖式跌落。

                        該工作認爲II型超新星爆炸極早期普遍存在相互作用,其強弱以及持續時間的長短是導致II型超新星觀測多樣性的主要因素。進一步提出早期相互作用是造成II型超新星光度-速度關系彌散的主要來源,指出了提高II型超新星宇宙學測距精度的方向。

                        由于观测不够及时,以前往往没有捕捉到爆炸初始时刻的关键信息,从而对II型超新星分类产生误解。得益于丽江2.4米望远镜(LJT)灵活、高效的时间分配策略,能够在SN 2018zd发现后几个小时内开展光谱和测光观测,从而捕获到早期关键信息。通过LJT优秀的暗场探测能力,获得了该超新星长达456天的演化轨迹,结合全球联测,揭示出爆炸背后的秘密,解码II型超新星多样性起源。

                        该工作用到了丽江2.4米望远镜、兴隆2.16米望远镜、清华-国台80厘米望远镜、Konkoly 1米望远镜、Apache Point 3.5米望远镜以及Keck-I 10米望远镜等设备,得到了国家自然科学基金委、中国科学院青年创新促进会、云南省万人计划“青年拔尖”人才项目、国家重点基础研究发展规划项目等的支持。

                        論文鏈接

                       

                      SN 2018zd及其宿主星系NGC 2146 UBV三色成像(数据来自丽江2.4米望远镜)

                       
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