[论文解读] 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 1

一句话总结

本文通过质量为6±1.5 M☉的碳氧星核心坍缩爆炸模型，对IIb型超新星SN 1997ef的光变曲线进行建模，其动能为(1.0⁺⁰.⁹₋₀.⁶)×10⁵¹ ergs，成功再现了其宽幅最大值和光谱演化特征。该模型得出⁵⁶Ni质量为0.15±0.03 M☉，表明其为缓慢、大质量的前身星，与以往认为的Ic型超新星更为多样化的观点一致。

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.

研究动机与目标

• 利用光学光变曲线和光谱演化数据，研究Ic型超新星SN 1997ef的前身星特性。
• 确定SN 1997ef是否可由大质量碳氧星前身星的核心坍缩爆炸解释。
• 基于光变曲线拟合，约束喷出的⁵⁶Ni质量和混合程度。
• 评估SN 1997ef是否代表Ic型超新星中缓慢、大质量前身星的一类。
• 评估该模型与观测距离（52.3 Mpc）及UGC4107中可忽略的消光的一致性。

提出的方法

• 利用辐射转移和⁵⁶Ni衰变能量沉积方法，对SN 1997ef的光学光变曲线进行建模。
• 应用大质量碳氧星前身星的核心坍缩超新星爆炸模型，其质量为6±1.5 M☉。
• 通过与观测光变曲线拟合，推导出动能(1.0⁺⁰.⁹₋₀.⁶)×10⁵¹ ergs和⁵⁶Ni质量。
• 将预测的光谱演化与观测结果进行比较，以验证模型的有效性。
• 利用距离（52.3 Mpc）和无消光的观测结果，推断⁵⁶Ni质量与混合程度的约束。
• 通过光变曲线形状和时间展宽评估⁵⁶Ni混合程度。

实验结果

研究问题

• RQ1 SN 1997ef的宽幅光变曲线是否可由大质量碳氧星前身星的核心坍缩爆炸重现？
• RQ2 SN 1997ef喷出的⁵⁶Ni质量隐含值是多少？其对前身星质量有何约束？
• RQ3 观测到的光变曲线是否与⁵⁶Ni混合程度较低的模型一致？
• RQ4 与SN 1994I等其他Ic型超新星相比，SN 1997ef的前身星质量如何？
• RQ5 光谱演化在多大程度上支持所提出的爆炸模型？

主要发现

• SN 1997ef的光变曲线可由质量为6±1.5 M☉的碳氧星前身星、动能为(1.0⁺⁰.⁹₋₀.⁶)×10⁵¹ ergs的模型良好拟合。
• 该模型预测⁵⁶Ni质量为0.15±0.03 M☉，与观测到的亮度和衰减速率一致。
• 光谱演化表现出与模型预测的定性一致性，支持该模型的有效性。
• 光变曲线表明⁵⁶Ni混合程度较低，暗示爆炸更为对称。
• SN 1997ef被识别为一种缓慢的Ic型超新星，表明其源自比典型Ic事件更高质量的前身星。
• 结果表明，Ic型超新星可表现出快速（如SN 1994I）和缓慢的光变曲线，暗示其前身星系统具有多样性。