[论文解读] The peculiar nova V1309 Sco/Nova Sco 2008: A candidate twin of V838 Mon

E. Mason, Marcos Díaz+3 more|arXiv (Cornell University)|Apr 21, 2010

Astrophysical Phenomena and Observations参考文献 1被引用 57

一句话总结

本研究对2008年爆发的特殊新星V1309 Sco进行了高分辨率光谱观测，揭示了其特征与经典新星或共生重复新星均不一致。该研究将V1309 Sco识别为神秘的红新星V838 Mon的强有力候选孪星，表现出明亮、低温爆发行为、多重最大亮度峰以及瞬态重元素吸收系统，表明其可能代表一种由低质量白矮星吸积或恒星并合驱动的新一类新星。

ABSTRACT

Nova Scorpii 2008 was the target of our Directory Discretionary Time proposal at VLT+UVES in order to study the evolution, origin and abundances of the heavy-element absorption system recently discovered in 80% of classical novae in outburst. The early decline of Nova Scorpii 2008 was monitored with high resolution echelle spectroscopy at 5 different epochs. The analysis of the absorption and the emission lines show many unusual characteristics. Nova Scorpii 2008 is confirmed to differ from a common Classical Nova as well as a Symbiotic Recurrent Nova, and it shows characteristics which are common to the so called, yet debated, red-novae. The origin of this new nova remains uncertain.

研究动机与目标

• 研究2008年发现的特殊新星V1309 Sco的光谱演化与元素丰度分布。
• 确定该新星的行为是否符合经典新星、共生重复新星，或一类新的红新星。
• 在新星爆发机制的背景下，分析瞬态重元素吸收（THEA）系统的起源与性质。
• 评估V1309 Sco是否可被视为经典新星与红新星之间的中间或过渡天体。
• 探讨其光度、光谱型演化与运动学特征对新星形成模型的启示。

提出的方法

• 在发现后+10至+47天之间的五个历元，利用VLT+UVES获取了高分辨率阶梯光谱。
• 使用UVES软件包v3.6.8对光谱进行还原，采用最优提取法并利用标准星观测进行相对通量定标。
• 通过SOAR的中等分辨率光谱与Magellan望远镜的高分辨率MIKE数据进行交叉验证。
• 分析重点包括发射与吸收线，如巴尔末系、FeII、CaII以及分子特征（CO、H2O、TiO）。
• 采用光谱能量分布（SED）建模估算绝对星等与光度。
• 与已知红新星（V838 Mon、V4332 Sgr、M31-RV）进行对比分析，评估光曲线形态与光谱演化的相似性。

实验结果

研究问题

• RQ1 V1309 Sco是否表现出与经典新星、共生重复新星或一类独立的红新星一致的特征？
• RQ2 在V1309 Sco中观测到的瞬态重元素吸收（THEA）系统的起源与本质是什么？
• RQ3 V1309 Sco的光度、膨胀速度与光谱型演化如何与V838 Mon及其他红新星比较？
• RQ4 V1309 Sco能否由低质量白矮星（≤0.5 M⊙）在低吸积率下爆发的模型解释，如近期理论所预测？
• RQ5 V1309 Sco是经典新星与红新星之间的过渡天体，还是支持恒星并合场景？

主要发现

• V1309 Sco表现出明亮、低温爆发，最大绝对星等MV ≤ -8.3 mag（距离8 kpc），与红新星特征一致。
• 该天体在其光曲线中表现出多重最大亮度峰，此特征与V838 Mon相同，表明爆发动力学复杂。
• 高分辨率光谱揭示了强烈的瞬态重元素吸收（THEA）系统，该现象在经典新星中常见，但其持续时间与运动学特征异常。
• 光谱特征包括窄线（FWHM ≤ 300 km/s）、强分子带（CO、H2O、TiO）以及晚期M型巨星样连续谱，表明存在一个冷却、致密的喷流包层。
• 该天体的光谱演化与光度分布与V838 Mon及其他红新星极为相似，支持其作为候选孪星的分类。
• 由于缺乏后续观测数据且距离不确定，尚无法做出明确分类，但数据表明V1309 Sco可能代表一颗在低吸积率下爆发的低质量白矮星，通过热核失控产生大量、低温的喷流物质。