Ground-based and JWST Observations of SN 2022pul: II. Evidence from Nebular Spectroscopy for a Violent Merger in a Peculiar Type-Ia Supernova - Laboratoire de Physique Nucléaire et de Hautes Energies Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Astrophys.J. Année : 2024

Ground-based and JWST Observations of SN 2022pul: II. Evidence from Nebular Spectroscopy for a Violent Merger in a Peculiar Type-Ia Supernova

Lindsey A Kwok
  • Fonction : Auteur
Matthew R Siebert
  • Fonction : Auteur
Joel Johansson
  • Fonction : Auteur
Saurabh W Jha
  • Fonction : Auteur
Luc Dessart
Ryan J Foley
  • Fonction : Auteur
D. John Hillier
  • Fonction : Auteur
Conor Larison
  • Fonction : Auteur
Ruediger Pakmor
  • Fonction : Auteur
Tea Temim
  • Fonction : Auteur
Jennifer E Andrews
  • Fonction : Auteur
Katie Auchettl
  • Fonction : Auteur
Carles Badenes
  • Fonction : Auteur
Barnabas Barna
  • Fonction : Auteur
K. Azalee Bostroem
  • Fonction : Auteur
Max J. Brenner Newman
  • Fonction : Auteur
Thomas G Brink
  • Fonction : Auteur
Maria Jose Bustamante-Rosell
  • Fonction : Auteur
Yssavo Camacho-Neves
  • Fonction : Auteur
Alejandro Clocchiatti
  • Fonction : Auteur
David A Coulter
  • Fonction : Auteur
Kyle W Davis
  • Fonction : Auteur
Maxime Deckers
  • Fonction : Auteur
Georgios Dimitriadis
  • Fonction : Auteur
Yize Dong
  • Fonction : Auteur
Joseph Farah
Alexei V Filippenko
  • Fonction : Auteur
Andreas Flors
  • Fonction : Auteur
Ori D Fox
  • Fonction : Auteur
Peter Garnavich
  • Fonction : Auteur
Estefania Padilla Gonzalez
  • Fonction : Auteur
Or Graur
  • Fonction : Auteur
Franz-Josef Hambsch
  • Fonction : Auteur
Griffin Hosseinzadeh
  • Fonction : Auteur
D. Andrew Howell
  • Fonction : Auteur
John P Hughes
  • Fonction : Auteur
Wolfgang E Kerzendorf
  • Fonction : Auteur
Xavier K. Le Saux
  • Fonction : Auteur
Keiichi Maeda
  • Fonction : Auteur
Kate Maguire
  • Fonction : Auteur
Curtis Mccully
  • Fonction : Auteur
Cassidy Mihalenko
  • Fonction : Auteur
Megan Newsome
  • Fonction : Auteur
John T O'Brien
  • Fonction : Auteur
Jeniveve Pearson
  • Fonction : Auteur
Craig Pellegrino
  • Fonction : Auteur
Justin D.R Pierel
  • Fonction : Auteur
Abigail Polin
  • Fonction : Auteur
Armin Rest
  • Fonction : Auteur
Cesar Rojas-Bravo
  • Fonction : Auteur
David J Sand
  • Fonction : Auteur
Michaela Schwab
  • Fonction : Auteur
Melissa Shahbandeh
  • Fonction : Auteur
Manisha Shrestha
  • Fonction : Auteur
Nathan Smith
  • Fonction : Auteur
Louis-Gregory Strolger
  • Fonction : Auteur
Tamas Szalai
  • Fonction : Auteur
Kirsty Taggart
  • Fonction : Auteur
Giacomo Terreran
  • Fonction : Auteur
Jacco H Terwel
  • Fonction : Auteur
Samaporn Tinyanont
  • Fonction : Auteur
Stefano Valenti
  • Fonction : Auteur
Jozsef Vinko
  • Fonction : Auteur
J. Craig Wheeler
  • Fonction : Auteur
Yi Yang
  • Fonction : Auteur
Weikang Zheng
  • Fonction : Auteur
Chris Ashall
  • Fonction : Auteur
James M Derkacy
  • Fonction : Auteur
Lluis Galbany
  • Fonction : Auteur
Peter Hoeflich
  • Fonction : Auteur
Jing Lu
  • Fonction : Auteur
Justyn Maund
  • Fonction : Auteur
Kyle Medler
  • Fonction : Auteur
Nidia Morrell
  • Fonction : Auteur
Benjamin J Shappee
  • Fonction : Auteur
Maximilian Stritzinger
  • Fonction : Auteur
Nicholas Suntzeff
  • Fonction : Auteur
Michael Tucker
  • Fonction : Auteur
Lifan Wang
  • Fonction : Auteur

Résumé

We present an analysis of ground-based and JWST observations of SN 2022pul, a peculiar "03fg-like" (or "super-Chandrasekhar") Type Ia supernova (SN Ia), in the nebular phase at 338 d post explosion. Our combined spectrum continuously covers 0.4-14 $\mu$m and includes the first mid-infrared spectrum of an 03fg-like SN Ia. Compared to normal SN Ia 2021aefx, SN 2022pul exhibits a lower mean ionization state, asymmetric emission-line profiles, stronger emission from the intermediate-mass elements (IMEs) argon and calcium, weaker emission from iron-group elements (IGEs), and the first unambiguous detection of neon in a SN Ia. Strong, broad, centrally peaked [Ne II] at 12.81 $\mu$m was previously predicted as a hallmark of "violent merger'' SN Ia models, where dynamical interaction between two sub-$M_{\text{Ch}}$ white dwarfs (WDs) causes disruption of the lower mass WD and detonation of the other. The violent merger scenario was already a leading hypothesis for 03fg-like SNe Ia; in SN 2022pul it can explain the large-scale ejecta asymmetries seen between the IMEs and IGEs and the central location of narrow oxygen and broad neon. We modify extant models to add clumping of the central ejecta to better reproduce the optical iron emission, and add mass in the innermost region ($< 2000$ km s$^{-1}$) to account for the observed narrow [O I] $\lambda\lambda6300$, 6364 emission. A violent WD-WD merger explains many of the observations of SN 2022pul, and our results favor this model interpretation for the subclass of 03fg-like SN Ia.
Fichier principal
Vignette du fichier
Kwok_2024_ApJ_966_135.pdf (2.67 Mo) Télécharger le fichier
Origine Fichiers éditeurs autorisés sur une archive ouverte

Dates et versions

hal-04201936 , version 1 (16-05-2024)

Licence

Identifiants

Citer

Lindsey A Kwok, Matthew R Siebert, Joel Johansson, Saurabh W Jha, Stephane Blondin, et al.. Ground-based and JWST Observations of SN 2022pul: II. Evidence from Nebular Spectroscopy for a Violent Merger in a Peculiar Type-Ia Supernova. Astrophys.J., 2024, 966 (1), pp.135. ⟨10.3847/1538-4357/ad2c0d⟩. ⟨hal-04201936⟩
21 Consultations
0 Téléchargements

Altmetric

Partager

Gmail Mastodon Facebook X LinkedIn More