Supernovae double-peaked light curves from double-nickel distribution

• Autores: Orellana, Mariana Dominga; Bersten, Melina C.
• Año de publicación: 2022
• Idioma: inglés
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: Astronomía; Supernovas: general; Supernovas: individuales (SN2005bf, PTF2011mnb, SN2019cad, SN2008D); Astronomía
• Institución: Universidad Nacional de Río Negro

Fil: Bersten, Melina C. Instituto de Astrofísica de La Plata, CONICET-UNLP; Argentina.
Fil: Orellana, Mariana D. Universidad Nacional de Río Negro. Río Negro; Argentina.
Fil: Orellana, Mariana D. CONICET; Argentina.
Among supernovae (SNe) of different luminosities, many double-peaked light curves (LCs) have been observed, representing a broad morphological variety. In this work, we investigate which of these can be modelled by assuming a double-peaked distribution of their radioactive material, as originally proposed for SN2005bf. The inner zone corresponds to the regular explosive nucleosynthesis and extends outwards, according to the usual scenario of mixing. The outer 56Ni-rich shell may be related to the effect of jet-like outflows that have interacted with more distant portions of the star before the arrival of the SN shock. As the outer layer is covered by matter that is optically less thick, its energy emerges earlier and generates a first peak of radiation. To investigate this scenario in more detail, we have applied our hydrodynamic code that follows the shock propagation through the progenitor star and takes into account the effect of the gamma-ray photons produced by the decay of the radioactive isotopes. We present a simple parametric model for the 56Ni abundance profile and explore the consequences on the LC of individually varying the quantities that define this distribution, setting our focus onto the stripped-envelope progenitors. In this first study, we are interested in the applicability of this model to SNe that have not been classified as superluminous, thus, we have selected our parameter space accordingly. Then, within the same mathematical prescription for the 56Ni-profile, we revisited the modelling process for a series of objects: SN2005bf, PTF2011mnb, SN2019cad, and SN2008D. In some cases, a decrease in the gamma ray opacity is required to fit the late time observations. We also discuss the other cases in which this scenario might be likely to explain the LC morphology.
Entre las supernovas (SNe) de diferentes luminosidades, se han observado muchas curvas de luz (LC) de doble pico, que representan una amplia variedad morfológica. En este trabajo, investigamos cuáles de estos pueden modelarse asumiendo una distribución de doble pico de su material radiactivo, como se propuso originalmente para SN2005bf. La zona interior corresponde a la nucleosíntesis explosiva regular y se extiende hacia el exterior, según el escenario habitual de mezcla. La capa exterior rica en 56Ni puede estar relacionada con el efecto de flujos de salida similares a chorros que han interactuado con porciones más distantes de la estrella antes de la llegada del choque de la SN. Como la capa exterior está cubierta por materia ópticamente menos gruesa, su energía emerge antes y genera un primer pico de radiación. Para investigar este escenario con más detalle, hemos aplicado nuestro código hidrodinámico que sigue la propagación del choque a través de la estrella progenitora y tiene en cuenta el efecto de los fotones de rayos gamma producidos por la desintegración de los isótopos radiactivos. Presentamos un modelo paramétrico simple para el perfil de abundancia de 56Ni y exploramos las consecuencias en la LC de variar individualmente las cantidades que definen esta distribución, centrándonos en los progenitores despojados de envoltura. En este primer estudio, estamos interesados ​​en la aplicabilidad de este modelo a SNe que no han sido clasificados como superluminosos, por lo que hemos seleccionado nuestro espacio de parámetros en consecuencia. Luego, dentro de la misma prescripción matemática para el perfil de 56Ni, revisamos el proceso de modelado para una serie de objetos: SN2005bf, PTF2011mnb, SN2019cad y SN2008D. En algunos casos, se requiere una disminución en la opacidad de los rayos gamma para adaptarse a las observaciones tardías. También discutimos los otros casos en los que este escenario podría explicar la morfología de LC.