光学暂现源AT2018cow的多波段拟合及对其起源的研究

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近年来,随着观测技术的不断发展和新一代光学巡天项目(如Pan-STARRS,PTF,ASSA-SN和ZTF等)的运行,人们逐渐发现了大量未知的快速演化的光学暂现源(Fast optical transient;FOT),其中AT2018cow是其中最具代表性的一个源。AT2018cow相对较近的距离(60Mpc左右)使其易于被观测,从而使人们获取了丰富的多波段观测信息。它的早期光谱偏蓝,表明具有较高的温度和峰值热光度,同时其光变曲线的演化极其快速。这些特性使它显著不同于典型的核塌缩型超新星和热核爆炸超新星,可能暗示着一种全新的天体物理起源。尽管AT 2018cow的前身星起源并不明确,但是大量的观测证据表明,AT 2018cow的中心引擎很可能是一颗中子星。本文一方面采用中子星能源模型对AT2018cow的光学辐射进行解释,表明在一个毫秒磁星的持续能量供给下,一个质量约0.02倍太阳质量的爆发抛射物的热辐射可以很好地符合光学观测的结果。另一方面,我们又在抛射物和环境物质发生激波作用的模型框架下,对AT2018cow的射电余辉进行了拟合,其对抛射物质量和能量的限制与光学拟合结果高度一致,充分展现了模型的自洽性和可行性。与此同时,射电余辉拟合还表明,该暂现源的环境应为星风环境。这些结果为我们理解以AT2018cow为代表的快速演化光学暂现源的起源提供了重要线索。首先,可能产生中子星和小质量抛射物的天体物理过程有恒星包层深度剥离的超新星爆发、双中子星的并合、双白矮星的并合以及白矮星吸积诱导塌缩等。其中后三种过程比较可能使产生的中子星具有毫秒磁星的性质。而如果同时要能够在爆发前产生星风环境的话,则说明前身星系统中很可能含有较大质量的恒星,因而白矮星的吸积诱导塌缩就成了最具可能性的起源。在这一模型框架下,毫秒磁星星风与伴星的相互作用还能有助于理解AT2018cow的硬X射线辐射特征。
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