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活动星系核吸积盘环境引发的超新星各向异性爆发

活动星系核(AGN)中心超大质量黑洞吸积盘为恒星形成与演化提供了非常特殊的环境。在AGN盘内,大质量恒星因迁移加速以及盘内压力梯度的影响,可能会产生各向异性的星风(如图1所示),进而导致各向异性核坍缩超新星(CCSN)爆发。

我们研究了红超巨星、蓝超巨星和沃尔夫-拉叶星三种不同类型的前身星在AGN盘中的产生星风的情况,发现这三类加速迁移的前身星均能产生明显的各向异性星风,且处于吸积盘的位置越靠外,星风的各向异性差别越显著。一旦产生超新星爆发,受两侧各向异性星风影响,将导致光变曲线的差异。我们计算了不同AGN盘位置上三类前身星对应超新星的光变曲线,参数涵盖不同的超大质量黑洞质量、吸积效率、迁移加速度、爆炸能量和抛射物质量等。结果表明,相较盘压差,迁移加速导致的超新星两侧爆发光度差异更为明显;高爆发能量或抛射质量并不会显著增强各向异性(如图2所示)。

该理论工作系统预言了AGN盘环境对CCSN辐射的显著影响,现以“Anisotropy of core-collapse supernovae effected by AGN disks”为题,被ApJ接受发表。论文第一作者为厦门大学天文学系博士后佘姣真博士,通讯作者为刘彤教授,合作者为南宁学院黄保全博士(原天文学系博士后),宁波大学韦云锋博士(原天文学系博士后),中国科学院紫金山天文台李傅临硕士、耿金军研究员和吴雪峰研究员。

论文链接:https://arxiv.org/abs/2507.10040


  1 AGN盘中大质量恒星星风示意图

2 不同系统参量下AGN盘内CCSN光变曲线