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塌缩星中心黑洞超吸积系统外流的反馈机制及在特殊超新星iPTF14hls上的应用


一般认为,长时标伽玛射线暴及成协的超新星起源于大质量塌缩星。我们在塌缩星中心黑洞超吸积方面已开展了较为系统的研究工作。

在系列理论研究基础上,我们注意到,包层物质落向黑洞形成吸积盘的同时,吸积盘的外流又会持续注入到包层中,形成物质的循环利用。我们将这一可能机制称为塌缩星下黑洞超吸积外流的反馈。在外流率较高、外流速度不是太大的前提下,这一机制可以有效地延长吸积时标,也可以引发吸积率的小幅波动。

II-P型超新星iPTF14hls的光变行为极为特殊,其持续时间已超过1300多天,远远长于同类超新星,光度较高,光变中至少包含5个波峰,氢线和铁线速度极大。这些特征是常规的塌缩星模型无法企及的。如果其前身星金属丰度较低、质量较大,外部具有较厚的环星际介质,且中心黑洞超吸积系统外流很强,同时,认为iPTF14hls为喷流驱动的超新星,那么,我们的外流反馈模型(见图1)可以非常好地描述这一超新星的所有奇特属性。我们还预言该超新星的持续时标大致在3000天左右。此外,这一反馈机制也可以解释其他具有多峰结构的超新星光变。

恒星尺度的黑洞超吸积的外流物质反馈机制系首次提出。该成果已被高能天体物理杂志Journal of High Energy Astrophysics接受发表。论文第一兼通讯作者为我系刘彤教授,合作者包括博士研究生宋翠英、伊团,顾为民教授,以及清华大学天体物理中心王晓锋教授。

论文链接:https://arxiv.org/abs/1902.03464


                                              

1 iPTF14hls的塌缩星中心黑洞超吸积外流反馈机制示意图




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