Ia型超新星前身星研究及其应用

Ia型超新星是宇宙学距离指示器。通过Ia型超新星测距，人们发现了宇宙在加速膨胀，从而推论出暗能量的存在。然而，人们仅仅知道它来自于双星系统中碳氧白矮星的热核爆炸，至于碳氧白矮星的伴星是什么到目前为止人们仍不清楚，这就涉及到它的前身星问题。本项目将通过三方面的内容来研究Ia型超新星的前身星，并探讨Ia型超新星在宇宙学以及星系化学演化中的应用：(i) Ia型超新星爆炸后将剩下一颗残留伴星，我们将给出Ia型超新星残留伴星的晚期演化特征，从而对当前的前身星模型进行检验；(ii) 观测显示Ia型超新星的特征与金属丰度有关，我们将给出不同金属丰度(对应于红移)情况下Ia型超新星前身星的特征，这对提高Ia型超新星的测距精度具有帮助；（iii）Ia型超新星是星系中铁元素的主要来源，我们将考虑Ia型超新星前身星系统的演化对星族化学产出的影响。该项研究将对精确宇宙学以及当前的星系化学演化模型具有重要意义。

Ia型超新星对于研究宇宙及星系化学演化具有重要意义。Ia型超新星被认为是双星系统中碳氧白矮星的热核爆炸，但是碳氧白矮星的伴星是什么到目前为止人们仍不清楚，这就涉及到它的前身星问题。在Ia型超新星前身星及其残留伴星方面开展了一系列研究，取得了如下创新成果：（1）Ia型超新星爆炸后会剩下一颗残留伴星，采用“光滑粒子流体动力学”方法研究了Ia型超新星爆炸对其伴星的影响，这对搜寻其残留伴星并限制前身星模型有重要意义。（2）类02cx型超新星是Ia型超新星的一个子类，系统地研究了Ia型超新星的氦双爆轰亚钱德拉塞卡质量模型，发现该模型可以解释类02cx型超新星的特征。（3）给出了超亮Ia型超新星的形成过程。考虑了快速转动对白矮星双星演化的影响，自然地产生了大于两个太阳质量的白矮星，解释了超亮Ia型超新星的形成。（4）系统地研究了杂交型碳氧氖白矮星+氦星的Ia型超新星前身星模型，发现该模型可以解释SN 2012Z的形成。（5）在《New Astronomy Reviews》上发表了一篇Ia型超新星前身星领域的评述性文章，受到国际同行的广泛关注及引用。这些成果将进一步加深人们对Ia型超新星前身星本质的认识，并促进相关领域的发展。