The story of SN 2021aatd: A peculiar 1987A-like supernova with an early-phase luminosity excess

Szalai, T. ✉ [Szalai, Tamás (csillagászat, asz...), szerző] HUN-REN-SZTE Sztelláris Asztrofizikai Kutatócso... (SZTE / BO); Kísérleti Fizikai Tanszék (SZTE / TTIK / FI); MTA-ELTE Lendület Tejútrendszer Kutatócsoport (ELTE / Gothard); Könyves-Tóth, R. [Könyves-Tóth, Réka (csillagászat), szerző] Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet (HRN CSFK); Nagy, A. P. [Nagy, Andrea (Asztrofizika), szerző] Kísérleti Fizikai Tanszék (SZTE / TTIK / FI); HUN-REN-SZTE Sztelláris Asztrofizikai Kutatócso... (SZTE / BO); Hiramatsu, D.; Arcavi, I.; Bostroem, A.; Howell, D. A.; Farah, J.; McCully, C.; Newsome, M.; Padilla, Gonzalez E.; Pellegrino, C.; Terreran, G.; Berger, E.; Blanchard, P.; Gomez, S.; Székely, P. [Székely, Péter (csillagászat), szerző] HUN-REN-SZTE Sztelláris Asztrofizikai Kutatócso... (SZTE / BO); Kísérleti Fizikai Tanszék (SZTE / TTIK / FI); Bánhidi, D. [Bánhidi, Dominik (asztrofizika), szerző] Szegedi Tudományegyetem Bajai Obszervatóriuma (SZTE); Bíró, I. B. [Bíró, Imre Barna (Csillagászat), szerző] HUN-REN-SZTE Sztelláris Asztrofizikai Kutatócso... (SZTE / BO); Szegedi Tudományegyetem Bajai Obszervatóriuma (SZTE); Csányi, I. [Csányi, István (csillagász), szerző] Szegedi Tudományegyetem Bajai Obszervatóriuma (SZTE); Pál, A. [Pál, András (Asztrofizika), szerző] Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet (HRN CSFK); Rho, J.; Vinkó, J. [Vinkó, József (Csillagászat aszt...), szerző] Konkoly Thege Miklós Csillagászati Intézet (HRN CSFK); Fizikai és Csillagászati Intézet (ELTE / TTK); Kísérleti Fizikai Tanszék (SZTE / TTIK / FI)

Angol nyelvű Szakcikk (Folyóiratcikk) Tudományos
Megjelent: ASTRONOMY & ASTROPHYSICS 0004-6361 1432-0746 690 Paper: A17 , 22 p. 2024
  • SJR Scopus - Astronomy and Astrophysics: Q1
Azonosítók
Támogatások:
  • (2.3.2.15-2016-00033) Támogató: GINOP
  • Szupernóvák és környezetük(FK-134432) Támogató: NKFIH
  • Rejtélyes Csillagrobbanások Numerikus Modellezése(PD-134434) Támogató: NKFIH
  • Megoldatlan rejtélyek a szupernóvák asztrofizikájában(K-142534) Támogató: NKFIH
  • János Bolyai Research Scholarship of the Hungarian Academy of Sciences
  • (ÚNKP-22-5) Támogató: Kulturális és Innovációs Minisztérium
  • ÚNKP(Új Nemzeti Kiválóság Program 22-4) Támogató: Nemzeti Kutatás, Fejlesztés és Innovációs Iroda
Szakterületek:
  • Fizika
There is a growing number of peculiar events that cannot be assigned to any of the main supernova (SN) classes. SN 1987A and a handful of similar objects, thought to be explosive outcomes of blue supergiant stars, belong to them: while their spectra closely resemble those of H-rich (IIP) SNe, their light-curve (LC) evolution is very different. Here we present the detailed photometric and spectroscopic analysis of SN 2021aatd, a peculiar Type II explosion: while its early-time evolution resembles that of the slowly evolving, double-peaked SN 2020faa (however, at a lower luminosity scale), after $\\sim$40 days, its LC shape becomes similar to that of SN 1987A-like explosions. Beyond comparing LCs, color curves, and spectra of SN 2021aatd to that of SNe 2020faa, 1987A, and of other objects, we compare the observed spectra with our own SYN++ models and with the outputs of published radiative transfer models. We also modeled the pseudo-bolometric LCs of SNe 2021aatd and 1987A assuming a two-component (core+shell) ejecta, and involving the rotational energy of a newborn magnetar in addition to radioactive decay. We find that both the photometric and spectroscopic evolution of SN 2021aatd can be well described with the explosion of a $\\sim$15 $M_\\odot$ blue supergiant star. Nevertheless, SN 2021aatd shows higher temperatures and weaker Na ID and Ba II 6142 A lines than SN 1987A, which is reminiscent of rather to IIP-like atmospheres. With the applied two-component ejecta model (counting with both decay and magnetar energy), we can successfully describe the bolometric LC of SN 2021aatd, including the first $\\sim$40-day long phase showing an excess compared to 87A-like SNe but being strikingly similar to that of the long-lived SN 2020faa. Nevertheless, finding a unified model that also explains the LCs of more luminous events (like SN 2020faa) is still a matter of concern.
Hivatkozás stílusok: IEEEACMAPAChicagoHarvardCSLMásolásNyomtatás
2026-04-10 13:44