天体收藏家-孙国佑

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超新星的光谱分类

作者:赵经远

本文主要根据公众科学项目Zwicky Chemical Factory的FIELD GUIDE整理而来,SN Ib-Ca-rich根据Avishay Gal-Yam教授的综述进行概括,SN Icn根据Avishay Gal-Yam等人发布的AstroNote 2021-76进行概括。

元素

图中涉及的元素如下列出:
calcium——钙
carbon——碳
helium——氦
hydrogen——氢
magnesium——镁
oxygen——氧
silicon——硅
sulfur——硫
titanium——钛

Ia型超新星

SN Ia – normal

SN Ia – normal是Ia型超新星中最常见的亚型。它们通常表现出强烈的硅吸收特征。


SN Ia – 1991T-like

SN Ia – 1991T-like比SN Ia – normal更亮,因为它们会产生更多的放射性物质。通常,它们光谱中硅和钙吸收线比SN Ia – normal更弱。


SN Ia – 1991bg-like

SN Ia – 1991bg-like比SN Ia – normal更暗,亮度下降很快,因为它们产生的放射性物质更少。它们的光谱通常在4200埃附近存在宽阔的“钛槽(titanium trough)”吸收特征。


SN Ia – 2002cx-like

SN Ia – 2002cx-like又称SN Iax,是能量最低的Ia型超新星。它们通常具有较暗的峰值亮度,光谱表现出较低的膨胀速度(例如,在光谱中,SN Ia – 2002cx-like硅吸收特征的最小值接近6200埃,而SN Ia – normal的这一特征接近6100 埃)。


SN Ia – CSM

SN Ia – CSM是表现出氢发射特征的Ia型超新星。它们是白矮星在一个或多个氢壳内爆炸的结果。当超新星抛射物与来自伴星的氢碰撞时,光谱看起来看起来像是在SN Ia – normal的基础上叠加了氢发射线。这一类型很少见。


SN Ia – 2003fg-like

SN Ia – 2003fg-like比SN Ia – normal更亮。其起源仍然很神秘,最初认为它们的前身星质量在爆炸之前超过了钱德拉塞卡极限[因此也被称为SN Ia – SC,即超越钱德拉塞卡极限(Super-Chandrasekhar)的Ia型超新星],但最近的观测表明可能有其他成因。SN Ia – 2003fg-like的光谱表现出较低的膨胀速度,在峰值亮度的光谱中存在碳吸收线,而在SN Ia – normal中看不到这些特征。这一类型非常罕见。


 

Ib型超新星

SN Ib – normal

SN Ib – normal的光谱表现出氦发射线和吸收线,完全缺乏氢。氦线的强度取决于前身星的性质和观测的阶段。


SN Ibn

SN Ibn显示出狭窄的氦发射线(因此其名称中有“n”,代表narrow),不同阶段氦发射线的强度不同。


SN Ib-Ca-rich

SN Ib-Ca-rich的光谱中富含钙。与SN Ib – normal相比,它们更为暗弱,变暗更快。

Ic型超新星

SN Ic – normal

SN Ic – normal的光谱中既没有氢也没有氦,而是表现出钙和其他重元素(例如,氧、铁)的特征。SN Ic – normal可能会像Ia型超新星一样出现硅吸收线,但它们的这种吸收往往很微弱。


SN Ic-BL

SN Ic-BL是具有宽阔吸收线的Ic型超新星,它们中的一部分与伽马射线暴成协。在一些SN Ic-BL中,由于吸收线非常宽阔,以至于无法区分出单一的元素。钙、氧和铁是SN Ic-BL的光谱中最易识别的元素。


SN Ic-SLSN

SN Ic-SLSN是Ic型超新星中特别明亮的类型,名称中的SL代表Super Luminous。它们在爆炸的早期阶段,往往表现出独特的氧吸收特征。


SN Icn

SN Icn的光谱呈现强且窄的碳和/或氧发射线,缺乏明显的氢和氦线。。

II型超新星

SN II – normal

SN II – normal是II型超新星中最常见的亚型。它们通常表现出宽阔的氢发射线(和吸收线),没有氦线或狭窄的发射线。


SN IIb

IIb型超新星的光谱中显示出氢和氦的吸收线。不同阶段氢和氦吸收强度的比例不同,并且在不同超新星之间也有差异。


SN IIn

SN IIn表现出狭窄的氢发射线(因此其名称中有“n”)。它们有时也显示出其他元素的狭窄发射线。


 

其他不是超新星的天体

除了超新星之外,还有许多其他类型的天体可以在几天内迅速增亮。这些天体的光谱特征多种多样,下面只列举几个例子。区别它们和超新星的主要方法是,超新星通常会呈现出非常宽阔的吸收特征。

AGN(活动星系核)

AGN是星系核心快速消耗物质的超大质量黑洞。它们通常表现出强烈的发射线,包括氢、氧和其他元素。有时可能会将它们与SN IIn混淆。


CV(激变变星)

CV是周期性爆发的白矮星双星系统。在爆发阶段,它们的光谱通常缺乏明显的吸收或发射特征(有时可以看到微弱的氢线),并且呈现为蓝色。易将它们与早期阶段的SN II混淆,后者有时在爆炸几天后才会显示出宽阔的氢特征谱线。


Galaxy(星系)

有时,一颗超新星变暗非常迅速,以至于我们只能在光谱中检测到来自宿主星系的特征。每个星系的光谱都是独一无二的,下图中的例子主要显示了吸收线,但也有一些发射线(例如氢)。


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