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云南天文台在Ia型超新星前身星领域获新进展

近日,中国科学院云南天文台研究生李陆翰与研究员王博等人在Ia型超新星前身星领域获得了新进展,采用改进后的半相接双星质量转移方法,系统性研究了伴星为渐近巨星支(AGB)恒星的共生星通道。这一题为The Progenitors of Type Ia Supernovae with Asymptotic Giant Branch Donors的成果近来发表在《天文与天体物理研究》(Res. Astron. Astrophys.)上。

Ia型超新星是宇宙中能量爆发最剧烈的事件之一,由于它们的光变曲线具有非常好的一致性,可以作为“标准烛光”。人们通过用Ia型超新星进行宇宙学距离测量,发现宇宙在加速膨胀。然而,Ia型超新星的前身星性质仍不清楚,这将影响Ia型超新星的测距精度。在单简并星模型中,碳氧白矮星可以通过吸积AGB伴星的物质来增加其质量(见图1,当白矮星质量增加到钱德拉塞卡质量极限时形成Ia型超新星爆发,这也被称为伴星为AGB星的共生星通道

在该通道中,以往的研究主要集中在物质转移方式为星风吸积的双星系统上。在本工作中,李陆翰等人采用了一种改进后的半相接双星质量转移方法,对半相接的白矮星和AGB双星系统展开了详细的研究,发现白矮星通过稳定的洛希瓣吸积也可以达到钱德拉塞卡极限,从而产生Ia型超新星爆发。研究人员通过双星演化程序模拟了大量白矮星和AGB双星系统,给出了产生Ia型超新星初始和最终的参数空间(2)。观测上,AT 2019qylNGC 300中的一个含AGB星的共生星,其中AGB伴星质量约为1.2个太阳质量,半径约为320个太阳半径。项目组发现该共生星是Ia型超新星的前身星候选体。

该成果受到了国家杰出青年科学基金,中国科学院西部之光交叉团队专项等项目的支持。

    论文链接

1共生星系统示意图

2白矮星和AGB双星系统产生Ia型超新星的初始(粗线)和最终(细线)参数空间。左侧网格对应于洛希瓣吸积通道,右侧网格对应于星风吸积通道。

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