吸积致塌缩型超新星前身星研究

Accretion-induced collapse (AIC) events play an important role in astrophysics. Many indirect evidence in the observations supports the existence of this type of objects, but the exact nature of their progenitors is still not well studied. In this project, we will study the progenitors of AIC events systematically, as follows. We will study various of white dwarf (WD) accretion model of AIC events, including the contributions of the ONe WD+MS channel, the ONe WD+RG channel, the ONe WD+He star channel and the CO WD+He star channel. We will study various of double WD merger model of AIC events, including the contributions of the ONe WD+ONe WD channel, the ONe WD+CO WD channel and the CO WD+CO WD channel. We will give the initial parameter space, birthrates and delay times of AIC events through these progenitor models, and speculate whether these observational massive WDs in the binaries will produce AIC events or not in the future. We will also provide initial parameter input for the explosion models of AIC events. This project will have important influences on the question of the progenitors of AIC events, and promote the development of related fields.

吸积致塌缩型超新星在天体物理研究中占有非常重要的意义，在观测上有许多间接证据支持这类天体的存在，但其前身星仍没得到很好的研究。本项目将对这类超新星的前身星进行系统性研究，具体研究内容如下：给出各种白矮星吸积模型对这类超新星的贡献，将包含ONe WD+MS渠道、ONe WD+RG渠道、ONe WD+He star渠道及CO WD+He star渠道；给出各种双白矮星并合模型对这类超新星的贡献，将包含ONe WD+ONe WD渠道、ONe WD+CO WD渠道及CO WD+CO WD渠道；给出这些前身星模型诞生吸积致塌缩型超新星的初始参数空间、诞生率及延迟时标分布等，推测观测上的哪些大质量白矮星双星系统是吸积致塌缩型超新星的前身星候选体，并为吸积致塌缩型超新星爆发的数值模拟提供初始输入。通过本项目，将进一步加深人们对吸积致塌缩型超新星前身星本质的认识，并促进相关领域的发展。

吸积致塌缩型超新星是由恒星演化理论预言的氧氖白矮星的一种演化结局，将产生中子星系统。到目前为止，吸积致塌缩过程仍没被观测证认，但却有大量间接证据支持这类天体的存在。本项目主要研究吸积致塌缩型超新星的前身星问题。在项目执行期间，共计发表SCI论文14篇，培养研究生9名（其中毕业博士两人、毕业硕士两人），项目主持人获第十七届中国青年科技奖。项目进展顺利，达到了预期目标。取得了如下主要创新成果： 1）对形成吸积致塌缩型超新星的白矮星吸积模型进行了系统性研究，给出了可与观测进行对比的物理量；2）发现双白矮星并合是形成大质量孤立中子星的一个重要演化通道；3）基于氧氖白矮星的吸积致塌缩模型，解释了观测上长轨道周期毫秒脉冲双星的形成；4）提出了形成极致密X射线双星的中子星+氦星模型，为观测上区分这类天体的起源通道提供了一种方法；5）基于形成极致密X射线双星的中子星+氦星模型，解释了含有极低伴星质量这一类黑寡妇脉冲星的起源问题；6）新星是吸积致塌缩型超新星的前身星候选体，给出了氧氖白矮星表面氦闪的特征，为大样本恒星演化研究提供了初始输入；7）给出了新星爆发过程中白矮星混合度的测定方法，解释了新星抛射物中的氦增丰现象。