[論文レビュー] Light Curve Modeling of the Type Ic Supernova 1997ef

K. Iwamoto, Tohru Nakamura+6 more|arXiv (Cornell University)|Jul 7, 1998

Gamma-ray bursts and supernovae被引用数 1

ひとこと要約

本稿は、6±1.5 M☉の炭素酸化物星のコアコラプス爆発を用いて、Type Ic超新星SN 1997efの光曲線をモデル化し、その広い最大光度とスペクトル的進化を再現した。モデルは0.15±0.03 M☉の⁵⁶Ni質量を導き出し、これはSN Icイベントが以前考えられていたよりも多様である可能性を示唆する、ゆっくりで質量の大きな前身星を示している。

ABSTRACT

The optical properties of core collapse supernovae from relatively massive C+O star progenitors are studied as a possible model for the recent Type Ic supernova 1997ef. The light curve of SN 1997ef has a broad maximum lasting and is found to be well reproduced by the explosion of a C+O star of 6 (\\pm) 1.5 \\ms with a kinetic energy of (1.0^{+0.9}_{-0.6} \ imes 10^{51}) ergs. The evolution of the overall spectral shape is also in a qualitatively good agreement with the prediction of the same model. With a distance of 52.3 Mpc and no reddening to the parent galaxy UGC4107, the inferred mass of ejected (^{56})Ni turns out to be (0.15 \\pm 0.03) \\ms and a small amount of mixing out (^{56})Ni is favored from the point of view of the light curve. This is an interesting case suggesting that Type Ic supernovae (SNe Ic) can be `fast' like SN 1994I but also `slow'. These latter objects seem to originate from more massive progenitors.

研究の動機と目的

• 光学的光曲線およびスペクトル的進化データを用いて、Type Ic超新星SN 1997efの前身星特性を調査すること。
• SN 1997efが質量の大きなC+O星前身星のコアコラプス爆発によって説明可能かどうかを特定すること。
• 光曲線フィッティングに基づいて、噴出された⁵⁶Ni質量および混合度を制約すること。
• SN 1997efが、Type Ic超新星のうちゆっくりで質量の大きな前身星のクラスを代表しているかどうかを評価すること。
• 観測された距離（52.3 Mpc）およびUGC4107におけるほとんどない赤色変化と整合性があるかを評価すること。

提案手法

• ⁵⁶Niの崩壊に伴うエネルギーの沈殿と放射輸送を用いて、SN 1997efの光学的光曲線をモデリングすること。
• 6±1.5 M☉のC+O星前身星を用いたコアコラプス超新星爆発モデルを適用すること。
• 観測された光曲線にフィットさせることで、運動エネルギー（1.0⁺⁰.⁹₋₀.⁶）×10⁵¹ ergsおよび⁵⁶Ni質量を導出すること。
• 予測されたスペクトル的進化と観測結果を比較し、モデルの妥当性を検証すること。
• 距離（52.3 Mpc）および赤色変化の欠如を用いて、⁵⁶Ni質量および混合度の制約を導出すること。
• 光曲線の形状および時間的広がりを用いて、⁵⁶Ni混合度の程度を評価すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SN 1997efの広い光曲線は、質量の大きなC+O星前身星のコアコラプス爆発によって再現可能か？
• RQ2 SN 1997efで噴出された⁵⁶Niの質量はどれくらいであり、それが前身星質量をどのように制約するか？
• RQ3 観測された光曲線は、⁵⁶Ni混合度が低い状態と整合的か？
• RQ4 SN 1997efの前身星質量は、SN 1994Iのような他のType Ic超新星と比べてどう異なるか？
• RQ5 スペクトル的進化は、提案された爆発モデルをどの程度支持するか？

主な発見

• SN 1997efの光曲線は、6±1.5 M☉のC+O星前身星と（1.0⁺⁰.⁹₋₀.⁶）×10⁵¹ ergsの運動エネルギーを用いたモデルでよく再現された。
• モデルは0.15±0.03 M☉の⁵⁶Ni質量を予測しており、観測された明るさと減光時間スケールと整合的である。
• スペクトル的進化はモデル予測と定性的に一致しており、その妥当性を支持している。
• 光曲線による低めの⁵⁶Ni混合度の推定は、より対称的な爆発を示唆している。
• SN 1997efはゆっくりしたType Ic超新星として特定され、通常のIcイベントよりも質量の大きな前身星由来である可能性を示している。
• 結果から、Type Ic超新星はSN 1994Iのような速いものと、SN 1997efのようなゆっくりした光曲線を示すものとがあり、多様な前身星系を示していることが示唆された。