三维数值模拟揭示第谷超新星前身星吸积过程

赵汉斌

2021年01月11日  来源：科技日报

第谷超新星是少数肉眼可见的超新星之一。记者10日从中国科学院云南天文台了解到，该台焦承亮副研究员和厦门大学薛力副教授团队合作，通过三维数值模拟揭示了第谷超新星前身星的吸积过程。

第谷超新星是一颗著名的Ia型超新星，Ia型超新星作为“标准烛光”在宇宙学测距中发挥着重要作用，被成功应用于宇宙学常数的计算，此外它们对于星系化学演化的研究也非常重要。

焦承亮介绍，通过对第谷超新星爆发后的遗迹进行观测研究发现，在双星系统的吸积阶段需要有较强的外流，从而在双星系统周围吹出一个空腔，超新星爆发后抛出的物质需要在这个空腔中进行演化，才能形成目前观测到的超新星遗迹的特殊结构，但是这个外流的产生机制尚不清楚。

合作团队对第谷超新星前身星系统的吸积过程进行了三维数值模拟，并对不同情况下产生的外流结构进行了研究。不含磁场的情况下，吸积流在达到准稳态以后，产生的外流主要集中在赤道面上；假定磁场能和内能满足能量均分的情况下，准稳态下高纬度的外流和赤道面处的外流强度大体相当；要产生观测所需要的外流结构，所需要的磁场强度应为以上两种情况之间。经过多次模拟计算，这个磁场强度约为B=5.44×103G，其中包含了吸积物质中的磁场以及白矮星自身的磁场。

在这个强外流的吸积模式下，吸积过程中的物质损失率很大，但是持续时间有限，所以并不会影响最终的超新星爆发。研究成果已发表在著名国际期刊《英国皇家天文学会月刊》上。