SN 2022jli modeled with a 56Ni double layer and a magnetar

• Autores: Orellana, Mariana Dominga; Bersten, Melina C.; Gutiérrez, Claudia P.
• Año de publicación: 2025
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: Astronomía; supernovae: general; supernovae: individual: SN 2022jli; Astronomía
• Institución: Universidad Nacional de Río Negro

Fil: Bersten, Melina C. Instituto de Astrofísica de La Plata, CONICET-UNLP; Argentina.
Fil: Bersten, Melina c. Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas, Universidad Nacional de La Plata, Paseo del Bosque S/N, B1900FWA La Plata, Argentina
Fil: Orellana, Mariana Dominga. Laboratorio de Investigación Científica en Astronomía (LICA - CITECCA), UNRN, Argentina
Fil: Orellana, Mariana Dominga. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Tecnicas (CONICET), Argentina
Fil: Gutiérrez, Claudia P. Institut d’Estudis Espacials de Catalunya (IEEC), Edifici RDIT, Campus UPC, 08860 Castelldefels, (Barcelona), Spain
We study the bolometric evolution of the exceptional Type Ic Supernova (SN) 2022jli, aiming to understand the underlying mechanisms responsible for its distinctive double-peaked light curve morphology, extended timescales, and the rapid, steep decline in luminosity observed at around 270 days after the SN discovery. We present a quantitative assessment of two leading models through hydrodynamic radiative simulations: two shells enriched with nickel and a combination of nickel and magnetar power. We explore the parameter space of a model in which the SN is powered by radioactive decay assuming a bimodal nickel distribution. While this setup can reproduce the early light curve properties, it faces problems to explain the prominent second peak. We therefore consider a hybrid scenario with a rapidly rotating magnetar as additional energy source. We find that the observed light curve morphology can be well reproduced by a model combining a magnetar engine and a double-layer 56Ni distribution. The best-fitting case consist of a magnetar with a spin period of P=22 ms and a bipolar magnetic field strength of B = 5e14 G and a radioactive content with total nickel mass of 0.15 Msun, distributed across two distinct shells within a pre-SN structure of 11 Msun. To reproduce the abrupt drop in luminosity at ~270 d, the energy deposition from the magnetar must be rapidly and effectively switched off.
Estudiamos la evolución bolométrica de la excepcional supernova (SN) de tipo Ic 2022jli, con el objetivo de comprender los mecanismos subyacentes responsables de su distintiva morfología de curva de luz con doble máximo, sus escalas de tiempo prolongadas y el rápido y pronunciado descenso de luminosidad observado alrededor de 270 días después del descubrimiento de la SN. Presentamos una evaluación cuantitativa de dos modelos principales mediante simulaciones radiativas hidrodinámicas: dos capas enriquecidas con níquel y una combinación de níquel y energía de magnetar. Exploramos el espacio de parámetros de un modelo en el que la SN se alimenta de la desintegración radiactiva, suponiendo una distribución bimodal del níquel. Si bien esta configuración puede reproducir las propiedades de la curva de luz inicial, tiene problemas para explicar el segundo pico prominente. Por lo tanto, consideramos un escenario híbrido con un magnetar en rápida rotación como fuente de energía adicional. Encontramos que la morfología de la curva de luz observada puede reproducirse bien mediante un modelo que combina un motor magnetar y una distribución de 56Ni de doble capa. El caso que mejor se ajusta consiste en un magnetar con un período de rotación de P = 22 ms y una intensidad de campo magnético bipolar de B = 5e14 G, y un contenido radiactivo con una masa total de níquel de 0,15 Msol, distribuido en dos capas distintas dentro de una estructura pre-SN de 11 Msol. Para reproducir la caída abrupta de la luminosidad a ~270 d, la deposición de energía del magnetar debe desactivarse de forma rápida y eficaz.