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云南天文台等Ia型超新星前身星研究获进展

文章来源:云南天文台    发布时间:2018-08-19  【字号:      】

  由中国科学院云南天文台研究员王博、韩占文及英国牛津大学教授Philipp Podsiadlowski组成的国际合作团队在Ia型超新星前身星领域的研究工作取得了新进展。研究发现,Ia型超新星单简并星模型存在一个临界吸积率,而由于该临界吸积率的存在,以往研究由单简并星模型得到的Ia型超新星诞生率被高估。

  Ia型超新星是宇宙学距离指示器,通过Ia型超新星测距,研究者们发现宇宙在加速膨胀,从而推论出暗能量的存在。但对其前身星认识的缺失,直接影响了Ia型超新星的测距精度并阻碍精确宇宙学的发展。当前研究领域,单简并星模型和双简并星模型是Ia型超新星前身星的两大主流模型。该国际合作团队研究发现,在Ia型超新星的单简并星模型中,白矮星只能在一个很窄的吸积率范围内从伴星稳定吸积物质(当吸积率足够高时,白矮星将形成红巨星或触发光学厚星风;当吸积率变低时,则会触发新星爆发)。以往研究认为,白矮星在这个吸积率范围内质量可以稳定增加,最后发生Ia型超新星爆炸。但该团队通过研究发现,在白矮星吸积富氦物质时在这个稳定燃烧带内还存在一个临界吸积率。当吸积率高于该临界吸积率时,在白矮星接近钱德拉塞卡质量极限时会发生偏离中心的碳燃烧,偏离中心的碳燃烧会将整个碳氧白矮星烧成一颗氧氖镁白矮星(氧氖镁白矮星将由镁的电子俘获解除电子简并压塌缩成一颗中子星)。

  相关研究成果发表于MNRAS上。该研究得到了国家自然科学基金创新群体项目、中科院前沿科学重点研究计划(拔尖青年人才类)的资助。

  论文链接

  

  图1.白矮星从伴星吸积物质。(图片来源:www.astroart.org)

  

  图2.白矮星初始质量vs.吸积率。当吸积率足够高时,白矮星将形成红巨星或触发光学厚星风;当吸积率变低时,触发新星爆发;碳氧白矮星只能在一个很窄的吸积率范围内稳定吸积物质;蓝色虚线为临界吸积率(图片来源: Wang, Podsiadlowski & Han 2017, MNRAS, 472, 1593)




(责任编辑:程博)

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