巡天猎手-孙国佑

星明天文台成员,PSP公众超新星项目管理员,埃格•威尔逊奖获得者,C/2015 F5 斯万-星明彗星发现者,中国首颗银河系新星发现者

超新星的分类

超新星类型分两大类,I型超新星和II型超新星,其中I型可以细分为Ia,Ib,Ic,II型可以细分为IIb,IIn,II-P,II-L等类型。

光谱吸收线不同

I型:没有氢吸收线
Ia型:没有氢、氦吸<收线,有硅吸收线
Ib型:没有氢吸收线,有氦吸收线
Ic型:没有氢、氦、硅吸收线
II型:有氢吸收线

光变曲线不同

Ⅰ型光变曲线的峰值很“锐”,绝对峰值光度较亮,爆发后变暗时速度缓慢;
Ⅱ型光变曲线的峰值稍“钝”一些,绝对峰值光度较暗,爆发后很快变暗(II-P和II-L两类)

爆发机制

Ia型超新星爆发机制:密近双星系统中白矮星的C爆燃密近双星系统中白矮星吸积伴星物质当质量增长达到Chandrasekhar临界质量(5.86Ye 2 M⊙ )时, 广义相对论效应致使整个星体引力坍缩。 急速坍缩过程中密度、温度迅速增长(但等离子体中微子发射过程延 缓温度增长)。当达到爆炸性核燃烧条件时,立即点燃爆炸性C燃烧, 核燃烧波迅速向外传播。从亚声速的爆燃波演变为超声速的爆轰波, 爆炸性C燃烧则演变为爆炸性的(不完全)Si燃烧。它使得整个星体向 外爆炸,几乎不遗留致密残骸。

Ib、Ic 和II型超新星爆发:大质量恒星的核坍缩导致中心铁核的爆炸


a)核聚变停止,形成铁核;
b)核坍缩,核心温度升高;
c)铁原子核被光致分解,核心被中子化,产生大量中微 子
d)中微子流与下落物质作用,形成激 波
e)激波将外壳驱散,形成超新星爆发
f)形成中子星和超新星遗迹

不同原初质量和金属丰度的核塌缩超新星
塌缩原因 前身星原初质量 超新星类型 残存天体
氧、氖、镁核心电子俘获 8–10 弱 II-P型 中子星
铁核心塌缩 10–25 弱 II-P型 中子星
25–40 低金属丰度或者近太阳金属丰度 普通 II-P型 形成中子星后,部分包层回落形成黑洞
25–40 非常高金属丰度 II-L型 或者 II-b型 中子星
40–90 低金属丰度 JetSN(喷流动力超新星) 直接形成黑洞
40–60 近太阳金属丰度 弱 Ib/c型, 或者 JetSN + GRB(伽马射线暴) 形成中子星后,部分包层回落形成黑洞
40–60 非常高金属丰度 Ib/c型 中子星
60–90 近太阳金属丰度 JetSN + GRB 直接形成黑洞
60–90 非常高金属丰度 GRB,无超新星 形成中子星后,部分包层回落形成黑洞
90–140 低金属丰度 高光度JetSN + GRB 直接形成黑洞
90–140 近太阳金属丰度 GRB,无超新星 直接形成黑洞
不稳定对 140–250 低金属丰度 不稳定对超新星 无任何残存
光致蜕变 ≥250 低金属丰度 超长GRB,或者兼有超高光度JetSN 直接形成中等质量黑洞