从 RS Oph 到 SN 2006X: Ia型超新星前身星的重要线索

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
11063002
项目类别：
地区科学基金项目
资助金额：
25.0万
负责人：
朱春花
依托单位：
新疆大学
学科分类：
A1502.恒星结构演化和大气、变星双星和多星系统
结题年份：
2013
批准年份：
2010
项目状态：
已结题
起止时间：
2011-01-01 至2013-12-31

项目参与者：
阿里木；胡嘉丽；张勇；玛丽亚木古丽；
关键词：
超新星双星非球对称星风尘埃

项目摘要

本项目利用共生再发新星RS Oph与Ia型超新星2006X观测特性的相似性，研究Ia型超新星2006X的前身星系统。使用较新的双星演化程序和利用非球对称星风的数值模拟结果，为RS Oph系统中的红巨星建立非球对称星风，并在此星风中计算尘埃的生成。通过模拟RS Oph系统作为Ia型超新星2006X爆发时所产生的物质与非球对称星风和尘埃的相互作用，来解释Ia型超新星的观测特性。利用星族合成的方法，模拟银河系中，通过共生再发新星（类RS Oph系统）通道生成Ia型超新星的诞生率。

结项摘要

Ia 型超新星是目前最好的宇宙学距离指示天体。本项目利用共生再发新星RS Oph与Ia型超新星2006X观测特性的相似性，指出了共生再发新星（类RS Oph系统）作为Ia型超新星形成通道的可能性。我们为RS Oph系统中的红巨星（RG）建立了非球对称星风模型，并在此星风中计算了尘埃的生成。在再发新星中引入非球对称星风模型后，我们得到了双星演化的两个新的特性：由于高速自转而导致红巨星有高的物质损失率；由于轨道面上赤道盘的存在导致碳氧白矮星（CO WD）有较高的物质吸积率。这两个新特性会产生重要的演化结果：CO WD + RG双星系统可能避免共有包层的演化，更易产生Ia型超新星。使用较新的双星演化程序并利用非球对称星风模型，我们模拟了RS Oph系统作为Ia型超新星2006X爆发时，爆发物质与非球对称星风和尘埃的相互作用。我们发现，非球对称模型中的恒星将较球对称模型中的恒星更早地生成尘埃。质量损失率对尘埃的形成有显著影响。对于较低的质量损失率，非球对称模型中，尘埃的凝结度远远高于球对称模型中的尘埃凝结度。因而非球对称模型可能给出更高的尘埃产量。对于较高的质量损失率，尘埃的凝结度已达到饱和，非球对称模型和球对称模型中，尘埃的凝结度基本一致，对尘埃的产量不会产生显著影响。我们研究发现，非球对称星风模型可以解释RS Oph的尘埃，但不能很好的解释SN 2006X周围的尘埃。它的尘埃很可能起源于其前身星经历的共有包层所产生的抛射物质。项目组成员在本项目计划书的基础上拓展了研究课题，开展了对X射线双星和γ射线源的研究，取得了一定成果。特别是，我们首次研究了双星系统中，动力学物质转移形成尘埃的可能性。在密近双星系统的共有包层演化阶段，抛射而出的物质为尘埃的形成提供了理想的环境。为了模拟共有包层抛射物的密度和温度演化，我们构造了一个简易模型，利用模拟尘埃形成的AGBDUST代码，我们给出了尘埃在这种环境下能有效形成的结论。在共有包层抛射物中实际产生的尘埃很大程度上取决于它们的温度和密度演化。我们通过星族合成代码估算出共有包层演化过程中产生尘埃的总质量。我们的模拟结果显示，与渐近巨星中的尘埃产量相比，在一定条件下，产自共有包层抛射物的尘埃也许非常多，甚至有可能占主要地位。