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超新星爆发环境核素^(56,57,59,60)Co的电子俘获

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物理学报 2013年第7期62卷 121-126页

作者：刘晶晶琼州学院理工学院三亚572022

基于壳模型与Random Phase Approximation理论,利用Shell-Model Monte Carlo方法,研究了超新星爆发环境核素56,57,59,60Co的电子俘获与电子丰度变化率.我们的结果与利用Aufderheide方法计算的结果进行了误差对比.结果表明:电子俘获率受... 详细信息

基于壳模型与Random Phase Approximation理论,利用Shell-Model Monte Carlo方法,研究了超新星爆发环境核素56,57,59,60Co的电子俘获与电子丰度变化率.我们的结果与利用Aufderheide方法计算的结果进行了误差对比.结果表明:电子俘获率受温度和密度的影响大大增加,甚至增加达6个数量级以上(如在ρ7=0.43,Ye=0.48核素57,59,60Co).另一方面,随着温度和密度的增大,电子丰度变化率大大降低,甚至减小达5个数量级以上(如在ρ7=5.86,Ye=0.47核素59Co).通过对误差因子的分析表明,在低温低密度环境二种结果误差较大;而在高温高密度环境,二种结果误差相对较小.

关键词：电子俘获超新星

核心坍缩超新星中心黑洞超吸积在星系尺度上的贡献

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中国科学：物理学、力学、天文学 2021年第3期51卷 173-180页

作者：刘彤厦门大学物理科学与技术学院天文学系厦门361005

核心坍缩超新星(Core-Collapse Supernova,CCSN)是大质量恒星演化末期的爆发现象,产生了宇宙中大多数的中子星和恒星级黑洞等致密天体.爆发可能伴随着强磁场中子星或黑洞超吸积引发的剧烈长时标伽马射线暴.CCSN还被认为是宇宙重元素的... 详细信息

核心坍缩超新星(Core-Collapse Supernova,CCSN)是大质量恒星演化末期的爆发现象,产生了宇宙中大多数的中子星和恒星级黑洞等致密天体.爆发可能伴随着强磁场中子星或黑洞超吸积引发的剧烈长时标伽马射线暴.CCSN还被认为是宇宙重元素的主要来源之一.本综述介绍了我们近期对CCSN中心黑洞超吸积过程的系列研究成果,主要包括研究了大质量星系中心附近伽马射线暴余辉阶段,因大量暗物质粒子湮灭电子注入而引发的光变和能谱的形态变化,探讨了其作为暗物质探测手段的可能性;研究了坍缩星框架下,中微子主导吸积流外流对核合成的贡献,及对太阳临近空间、(活动)星系等化学组分和演化的影响;最后,从数值模拟角度讨论了CCSN起源的致密天体质量分布,给出了低质量间隙可能起源于CCSN爆发能量分布的结论.

关键词：超新星黑洞吸积和吸积盘暗物质化学演化

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超新星及其蕴含的科学秘密

核技术 2023年第8期46卷 188-193页

作者：李志宏李歌星王韩奎李云居宋娜陈晨田竣文董超李家英豪中国原子能科学研究院北京102413 中国科学院大学北京101408 浙江理工大学杭州310018

超新星是人们能看到的宇宙中最为绚丽的烟花,其爆发时释放的能量约为太阳光度的100亿倍,可以帮助科学家们看得更远。Ia超新星作为标准烛光,人们可以借助它来测量宇宙中星系间的距离。超新星爆炸也会把产生的大量重元素抛射到星际空间,... 详细信息

超新星是人们能看到的宇宙中最为绚丽的烟花,其爆发时释放的能量约为太阳光度的100亿倍,可以帮助科学家们看得更远。Ia超新星作为标准烛光,人们可以借助它来测量宇宙中星系间的距离。超新星爆炸也会把产生的大量重元素抛射到星际空间,成为星系化学演化的主要驱动力。此外,超新星还对银河系元素的起源、太阳系结构形成和地球生命演化至关重要。对超新星的研究有助于丰富人们对宇宙的认识,帮助我们破解宇宙膨胀、重元素产生和生命起源之谜。当前,科学家们预测下一个超新星将随时爆发,研究人员正为观测即将爆发的超新星做充分准备。

关键词：超新星标准烛光元素起源生命起源

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超新星马约拉纳中微子集体振荡研究

超新星马约拉纳中微子集体振荡研究

作者：袁子奕武汉大学

学位级别：硕士

中微子振荡作为超越标准模型的现象,其性质得到广泛研究。中微子质量本征态与味道本征态的不完全对应导致了极其丰富的振荡现象。中微子在环境中的传播会因物质效应、自相互作用效应的存在与否导致完全不同的振荡结果。超新星极端的物... 详细信息

中微子振荡作为超越标准模型的现象,其性质得到广泛研究。中微子质量本征态与味道本征态的不完全对应导致了极其丰富的振荡现象。中微子在环境中的传播会因物质效应、自相互作用效应的存在与否导致完全不同的振荡结果。超新星极端的物理环境使得其成为天文学和粒子物理学十分理想的实验室。观测超新星爆发产生的中微子信号及光信号,有助于研究早期宇宙的演化和基本粒子的性质。超新星爆发时,超过99%的能量转换成了中微子,导致中微子在超新星中传播时自相互作用效应占主导地位,进而导致一系列超新星中微子独有的现象。在本文中,我们在两味中微子和单角近似下,通过数值方法得到了存在中微子磁矩和强磁场时中微子的演化模式。我们分三步研究了马约拉纳中微子的磁矩效应在超新星中微子集体振荡中发挥的作用和其导致的现象。首先研究了质量本征态与味道本征态一致时,由中微子磁矩引起的振荡现象;随后研究了质量本征态与味道本征态不一致时,中微子真空混合和中微子磁矩共同引起的振荡现象;最后研究了不同磁矩大小如何对正反质量顺序情况下的中微子末态能谱产生影响。本文的研究结果有助于理解中微子混合及中微子驱动的超新星爆发。如果之后的中微子实验能够观测到足够多的超新星中微子事例,结合本文的研究有可能解决中微子质量顺序问题和中微子磁矩问题。

关键词：中微子振荡超新星自相互作用中微子磁矩

用光学-近红外谱能分布搜寻超新星尘埃形成的证据

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用光学-近红外谱能分布搜寻超新星尘埃形成的证据

作者：李京谣广西大学

学位级别：硕士

超新星爆发是大质量恒星耗尽可聚变的元素或白矮星吸积过多物质后产生的强烈爆发现象。通常根据两种方式对超新星进行分类:1.根据观测到的光谱的特征,可以将超新星分为Ⅰ型与Ⅱ型,其中Ⅰ型超新星光谱缺乏氢,Ⅱ型超新星光谱富含氢;2.根... 详细信息

超新星爆发是大质量恒星耗尽可聚变的元素或白矮星吸积过多物质后产生的强烈爆发现象。通常根据两种方式对超新星进行分类:1.根据观测到的光谱的特征,可以将超新星分为Ⅰ型与Ⅱ型,其中Ⅰ型超新星光谱缺乏氢,Ⅱ型超新星光谱富含氢;2.根据超新星爆发的机制,又能将超新星分为热核爆炸超新星和核塌缩型超新星。本文的第一章介绍了从恒星的诞生、恒星的演化过程,到恒星的死亡,最后爆发成为超新星的物理过程和一些基本的物理概念,并介绍了超新星详细的分类依据。本文的第二章通过介绍尘埃的历史研究进展和当前的研究现状,详细说明了尘埃模型的建立、发展和应用在解决实际的红外回光问题上,对超新星尘埃的形成条件、所处位置等性质特点进行了总结概括。本文的第三章搜集了 66个具有光学与近红外测光的超新星数据。通过使用黑体模型拟合它们的谱能分布,发现其中2颗超新星（SN 2010bq和SN 2012ca）具有显著的红外超出现象,7颗超新星的尘埃具有轻微红外超出证据,57颗未显示红外超出证据（其中5颗显示出红外吸收证据）。对于显示出显著红外超出的2颗超新星与轻微红外超出的7颗超新星,我们使用黑体+尘埃模型拟合它们的谱能分布。该模型假定流量为超新星光球辐射和周围的尘埃辐射的总和,并假定尘埃成分为石墨或硅酸盐颗粒,半径为0.1μm。最终模型成功解释这些超新星的谱能分布,对于石墨情形,SN 2010bq 和 SN 2012ca 的尘埃质量（温度）分别为0.1-3.4 × 10-4M⊙（1300-1800 K）和0.6-7.5 × 10-3M⊙（600-1000 K）;对于硅酸盐情形,SN 2010bq 和 SN 2012ca 的质量（温度）分别为0.2-2.6 × 10-3M⊙（1400-2000 K）和2.5-23 × 10-3M⊙（700-1200 K）。对比得到的温度与石墨、硅酸盐的升华温度,我们发现,SN 2010bq的尘埃应为石墨,而SN 2012ca的尘埃可以为石墨或硅酸盐。对于存在轻微红外超出证据的超新星,我们得到的尘埃质量应被视为它们的尘埃质量的上限。我们拟合将得到的尘埃壳黑体半径与估算的升华半径和喷射物半径进行了对比,发现2颗超新星的尘埃壳黑体半径都比它们超新星的喷射物半径大,这表明它们的尘埃起源于超新星爆发之前。第四章研究了 SN 2010bq和SN 2012ca的能源机制。我们的多波段拟合不仅再次确认了这两颗超新星存在显著的红外超,而且表明它们不能由56Ni衰变模型解释。在论文的末尾,我们总结了全文,并对未来超新星的大样本研究的意义和可执行性进行了展望。

关键词：超新星尘埃谱能分布近红外超出星周介质 SN 2010bq SN 2012ca

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超新星——宇宙中的绚丽“烟花”

科技视界 2023年第34期13卷 5-9页

作者：裴松鹏张晓婉张晓娟六盘水师范学院物理与电气工程学院贵州六盘水553004 贵阳市第二十七中学贵州贵阳550002

超新星爆发是宇宙中最为剧烈壮观的天文景象之一,在宇宙中犹如照亮了整个星系的绚丽“烟花”。超新星爆发发生在恒星演化过程的末期,该过程释放出的巨大能量和大量恒星内部物质,对宇宙中的恒星形成、星系演化及化学元素的产生都有着较... 详细信息

超新星爆发是宇宙中最为剧烈壮观的天文景象之一,在宇宙中犹如照亮了整个星系的绚丽“烟花”。超新星爆发发生在恒星演化过程的末期,该过程释放出的巨大能量和大量恒星内部物质,对宇宙中的恒星形成、星系演化及化学元素的产生都有着较为重要的影响。介绍超新星、超新星爆发的物理原因和过程、超新星类型、超新星爆发的产物,以及对超新星研究的科学意义。

关键词：超新星天文测距重元素合成中微子恒星物理

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与伽玛射线暴成协的超新星物理性质研究

与伽玛射线暴成协的超新星物理性质研究

作者：连纪顺广西大学

学位级别：硕士

起源于大质量恒星死亡的核塌缩型超新星(SNe)和起源于大质量恒星死亡或致密星并合的伽玛射线暴(伽玛暴,GRBs)是宇宙中极端高能的天体爆发现象,是当今高能天体物理和时域天文学研究的重要对象。研究与伽玛暴成协的超新星(GRB-SNe)的性质... 详细信息

起源于大质量恒星死亡的核塌缩型超新星(SNe)和起源于大质量恒星死亡或致密星并合的伽玛射线暴(伽玛暴,GRBs)是宇宙中极端高能的天体爆发现象,是当今高能天体物理和时域天文学研究的重要对象。研究与伽玛暴成协的超新星(GRB-SNe)的性质有助于认识伽玛暴的前身星和暴周介质乃至中心引擎的性质。至今已有60余个GRB-SNe被发现、观测、证认。本论文简要综述了伽玛暴与超新星的观测性质和理论图景(第一章),并研究与伽玛暴成协的四个典型超新星的物理性质(第二和第三章)。在第二章,我们遴选了具有丰富观测数据的三个与伽玛暴成协的超新星(GRB 011121/SN 2011ke、GRB 130702A/SN 2013dx和GRB 161219B/SN2016jca)作为样本开展研究。我们假设这些超新星的能谱是紫外吸收黑体谱,直接拟合它们的多波段光变曲线,得到它们的喷射物质量、喷射物速度、Ni质量、动能等物理性质。考虑到这些超新星的流量与伽玛暴余辉的流量互相混合,我们用Ni模型加上拐折幂律函数衰减的经验余辉模型拟合它们的多波段光变曲线。模型拟合结果表明这些超新星的Ni质量约为文献中相应值的1.5倍,根据拟合结果计算得到的热光变曲线峰值光度是此前文献中构建的热光变曲线峰值光度的2倍左右。在第三章,我们采用伽玛暴余辉加上冷却加上Ni的模型拟合了GRB100316D/SN 2010bh的多波段光变曲线,得到了它的物理参数,发现SN2010bh的Ni质量与根据得到的参数推出的峰值热光度分别为文献中的2.2与2.7倍。上述结果表明,此前研究者低估了GRB-SNe的真实热光度,从而在拟合热光变曲线时低估了它们的Ni质量。这是因为他们在构建热光变曲线的过程中忽略紫外和/或红外波段上的流量。我们的方法避免了低估GRB-SNe的热光度和Ni质量。我们的方法更适合于研究一些在某个时期甚至整个演化过程中,只有少数几个波段测光的超新星。论文第四章对GRB-SNe领域的研究前景做了一些介绍。

关键词：伽玛射线暴超新星余辉光变曲线

基于改进Faster R-CNN的超新星目标检测方法

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计算机工程 2020年第10期46卷 282-288页

作者：高宏伟韩晓红周稻祥太原理工大学大数据学院太原030000

在进行超新星目标检测时,图像背景复杂、目标较小以及正负样本不平衡导致图像对比不明显和特征提取难度大等问题。为此,从数据合成、特征提取网络优化等方面对Faster R-CNN算法进行改进,提出一种超新星目标检测方法。将每组图像进行合... 详细信息

在进行超新星目标检测时,图像背景复杂、目标较小以及正负样本不平衡导致图像对比不明显和特征提取难度大等问题。为此,从数据合成、特征提取网络优化等方面对Faster R-CNN算法进行改进,提出一种超新星目标检测方法。将每组图像进行合成以提高图像的对比度。针对特征提取难度大的问题,使用深度残差网络提取合成图像的特征,并将顶层特征依次与低层特征相融合,构建特征金字塔网络,使每一层网络都具有较强的语义信息。采用在线难例挖掘方法对高损失样本进行训练,以处理正负样本不平衡的问题,从而提高算法的检测性能。实验结果表明,与原始Faster R-CNN算法相比,该算法的Score与F1值分别提高8.51%和45.52%,且其检测性能与泛化能力均较高。

关键词：超新星神经网络目标检测特征金字塔网络在线难例挖掘

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磁星引擎对于伽马暴成协超新星的影响

磁星引擎对于伽马暴成协超新星的影响

作者：张震东华中师范大学

学位级别：硕士

伽马射线暴(简称伽玛暴),作为宇宙中最高能的现象之一,表现为天空中某一方向伽马射线强度突然增强随后迅速减弱的现象,于1967年被美国Vela卫星第一发现。这几十年来,随着伽马射线暴多波段余辉的发现,Swift和Fermi等卫星的升空,人们对于... 详细信息

伽马射线暴(简称伽玛暴),作为宇宙中最高能的现象之一,表现为天空中某一方向伽马射线强度突然增强随后迅速减弱的现象,于1967年被美国Vela卫星第一发现。这几十年来,随着伽马射线暴多波段余辉的发现,Swift和Fermi等卫星的升空,人们对于这一事件的研究也愈发的深入。然而迄今为止,对于这些事件爆发的起源却仍然没有一个确定的答案。人们认为这一类事件中应该存在着中心引擎的作用,这可能是一颗黑洞或是一颗强磁场的中子星(也称磁星)。而伽马射线暴余辉阶段中“平台”,X射线耀发等信号的存在,为伽马射线暴事件中存在磁星中心引擎提供了证据。人们认为时标较长的伽马暴(简称长伽马暴)产生于大质量恒星的塌缩。在这一类事件中将会发生另一种剧烈的爆发现象:核坍缩超新星。这些发现和长伽马暴成协的超新星就称为与伽马暴成协的超新星。相较于普通的核坍缩超新星,它们通常具有更大的动能,而从统计上,这些超新星也具有更高的光度。对这一类超新星开展研究,可以从另一个角度,更加细致地来研究这些事件爆发的过程。在本文中,我们建立了一磁星驱动的激波突破模型,利用SN 2006aj/GRB060218的多波段观测数据,研究了磁星引擎对于伽马暴成协超新星辐射的影响。具体的,SN 2006aj事件的光变曲线具有显著的紫外-光学双峰特征,通过对该双峰光变曲线的拟合,我们发现该事件的第一个峰可以被磁星星风驱动的激波突破辐射很好地解释,而超新星的主峰也部分由磁星产生的能量注入供能。本文限制出该磁星的磁场强度～10G,和从长伽马暴事件的余辉中推断的结果一致。另外,本文还提出,在考虑一些特别的假设的情况下,该超新星光变晚期的紫外超出可能来自脉冲星风云的非热辐射。本文的研究表明来自磁星的中心引擎的能量注入可以解释GRB-SNe的特殊性质,并进一步印证这些事件和超亮超新星存在着可能的联系。本文的研究结果对于理解伽马射线暴及其成协超新星爆发的物理过程提供了一些线索。

关键词：伽马射线暴磁星超新星