[论文解读] On the Galactic Nova Progenitor Population

M. J. Darnley, M. F. Bode+7 more|arXiv (Cornell University)|Mar 11, 2013

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 1被引用 3

一句话总结

该论文基于伴星的演化状态提出了一种新的银河系新星分类体系——主序星新星（MS-novae）、亚巨星新星（SG-novae）和红巨星新星（RG-novae），利用测光数据识别前身体群体。该研究通过SMEI数据证实了新星光变曲线在极大前的停滞现象，并提出低光度红巨星新星可能是Ia型超新星的可行前身体，挑战了先前的排除标准。

ABSTRACT

Of the 350 or more known Galactic classical novae, only a handful of them, the recurrent novae, have been observed in outburst more than once. At least eight of these recurrents are known to harbour evolved secondary stars, rather than the main sequence secondaries typical in classical novae. Here we present a selection of the work and rationale that led to the proposal of a new nova classification scheme based not on the outburst properties but on the nature of the quiescent system. Also outlined are the results of a photometric survey of a sample of quiescent Galactic novae, showing that the evolutionary state of the secondary can be easily determined and leading to a number of predictions. We discuss the implications of these results, including their relevance to extragalactic work and the proposed link to type Ia supernovae. We also present a summary of the work using the SMEI instrument to produce exquisite nova light-curves and confirmation of the pre-maximum halt.

研究动机与目标

• 基于伴星在宁静期的演化状态而非爆发特性，对银河系新星进行重新分类。
• 利用宁静系统测光调查，确定经典新星和再发新星的前身体群体。
• 评估红巨星伴星新星作为Ia型超新星前身体的可行性，特别是在近期观测约束条件下。
• 利用SMEI数据生成高时间采样率光变曲线，确认快速新星中预极大的停滞现象。
• 通过哈勃空间望远镜成像，实现对本地星系群星系中新星前身体的直接探测。

提出的方法

• 分析2MASS星表和Hipparcos数据中的近红外测光数据，构建宁静新星的色-星等图。
• 利用SMEI每102分钟一次的时间采样率和8等星等的灵敏度，生成明亮银河系新星的完整、高时间采样率光变曲线。
• 对哈勃空间望远镜ACS/WFC档案数据进行天体测量和测光分析，识别M31中的前身体系统。
• 基于Li等人（2011）提供的光学色指数（B-V）和温度约束，重构SN 2011fe中前身星的$2\sigma$检测极限。
• 根据宁静系统在色-星等图中的位置，将新星分类为MS-、SG-和RG-新星。
• 将观测到的新星前身体的光度和颜色与1 M⊙和1.4 M⊙恒星的理论演化轨迹进行比较。

实验结果

研究问题

• RQ1 仅凭测光数据能否可靠地确定宁静新星中伴星的演化状态？
• RQ2 在近期超新星前身体搜寻中，新星系统中低光度红巨星伴星在多大程度上能逃避探测？
• RQ3 SMEI光变曲线中观测到的预极大停滞现象是否具有与吸积动力学或质量抛射相关的物理解释？
• RQ4 红巨星伴星新星（RG-novae）是否是Ia型超新星的可行前身体通道，特别是当考虑光度较低的系统时？
• RQ5 哈勃空间望远镜WFC3/UVIS和红外仪器能否解析并识别本地星系群中RG-novae的前身体系统？

主要发现

• SMEI数据证实了在三颗快速新星（KT Eri、V598 Pup、V1280 Sco）中存在预极大停滞现象，高时间采样率光变曲线清晰显示了该现象。
• 利用HST ACS/WFC数据，将M31N 2007-12b的前身体识别为具有红巨星伴星的系统，支持其作为再发新星的分类。
• 提出了一种新的分类体系——MS-新星、SG-新星和RG-新星，该体系基于伴星的演化状态，且宁静期色-星等图中的位置与该分类高度相关。
• 像KT Eri、EU Sct和V1721 Aql这样的系统，尽管仅观测到一次爆发，但因伴星已演化，被重新分类为RG-新星或SG-新星。
• 分析表明，光度较低、演化程度较低的RG-新星（如V745 Sco、KT Eri）可能在Li等人（2011）对SN 2011fe的$2\sigma$检测极限下被遗漏，挑战了此前将此类系统排除为Ia型超新星前身体的观点。
• 哈勃空间望远镜WFC3/UVIS原则上可解析本地星系群中全部RG-新星前身体群体，从而可直接测量其对新星率的贡献。