利用Ia型超新星光谱中钠吸收特征研究其前身星环境

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由于Ia超新星具有光亮度且相对均匀,它们被长期用作研究宇宙的“标准烛光”测量河外距离,并在揭示宇宙加速膨胀这一重大发现上起了至关重要的作用。然而其爆发前身星性质的不确定性却不利于使用Ia超新星进行更加精确的宇宙学研究。现在人们普遍相信Ia超新星起源于碳氧白矮星的热核爆炸。然而,对于具体是两个C+O白矮星的并合引发的爆炸(所谓的“双简并”图景),还是双星系统中中心白矮星对其富H/He的伴星物质的持续吸积引发的(“单简并”模型),却无定论。在单简并模型中,从星体被吹出的物质会聚集形成可探测的星周物质;而在双简并模型中此种现象则不明显。因此探测星周物质/尘埃是区分两类模型的关键。静止波长在5890和5896的钠双线(Na I D)是很好的尘埃气体指示器。在这篇文章中,我们测量了来自哈佛大学天体物理中心的2603条Ia超新星光谱中Na I D线吸收强度及其随时间的演化。发现了如下三个事实:1)部分超新星主星系钠强度呈现形状类似“根号”的演化规律,这与我们建立的星周物质被超新星辐射电离的模型非常吻合;2)这些具有变化钠特征的超新星倾向于具有很高的抛射物速度(“高速”超新星);3)高速超新星比正常抛射物速度的超新星(“正常速度”超新星)系统性地颜色偏红且Na吸收更强。以上事实证明了部分Ia超新星周围致密星周尘埃的存在,且对“高速”(HV)和“正常速度”(NV)超新星可能具有的两种不同前身星演化模型给予极强的暗示。大量星周尘埃更容易聚集在“高速”超新星周围使我们相信,这类Ia超新星倾向于起源于“单简并”系统的爆炸。而其比“正常速度”超新星系统偏红也与除星际尘埃影响外,“高速”超新星还遭遇额外的星周尘埃消光这一事实不谋而合。
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