SN 2023ixf in Messier 101: Photo-ionization of Dense, Close-in Circumstellar Material in a Nearby Type II Supernova
W. Jacobson-Galán
,
Luc Dessart
(1)
,
R. Margutti
,
R. Chornock
,
R. Foley
,
C. Kilpatrick
,
D. Jones
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K. Taggart
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C. Angus
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S. Bhattacharjee
,
L. Braff
,
D. Brethauer
,
A. Burgasser
,
F. Cao
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C. Carlile
,
K. Chambers
,
D. Coulter
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E. Dominguez-Ruiz
,
C. Dickinson
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T. de Boer
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A. Gagliano
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C. Gall
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H. Gao
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E. Gates
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S. Gomez
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M. Guolo
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M. Halford
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J. Hjorth
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M. Huber
,
M. Johnson
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P. Karpoor
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T. Laskar
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N Lebaron
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Z. Li
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Y. Lin
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S. Loch
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P. Lynam
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E. Magnier
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P. Maloney
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D. Matthews
,
M. Mcdonald
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H.-Y. Miao
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D. Milisavljevic
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Y.-C. Pan
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S. Pradyumna
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C. Ransome
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J. Rees
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A. Rest
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C. Rojas-Bravo
,
N. Sandford
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L. Sandoval Ascencio
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S. Sanjaripour
,
A. Savino
,
H. Sears
,
N. Sharei
,
S. Smartt
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E. Softich
,
C. Theissen
,
S. Tinyanont
,
H. Tohfa
,
V. Villar
,
Q. Wang
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R. Wainscoat
,
A. Westerling
,
E. Wiston
,
M. Wozniak
,
S. Yadavalli
,
Y. Zenati
W. Jacobson-Galán
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R. Margutti
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R. Chornock
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R. Foley
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C. Kilpatrick
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D. Jones
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K. Taggart
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C. Angus
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S. Bhattacharjee
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L. Braff
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D. Brethauer
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A. Burgasser
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F. Cao
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C. Carlile
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K. Chambers
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D. Coulter
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E. Dominguez-Ruiz
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C. Dickinson
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T. de Boer
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A. Gagliano
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C. Gall
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H. Gao
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E. Gates
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S. Gomez
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M. Guolo
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M. Halford
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J. Hjorth
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M. Huber
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M. Johnson
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P. Karpoor
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T. Laskar
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N Lebaron
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Z. Li
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Y. Lin
- Fonction : Auteur
S. Loch
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P. Lynam
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E. Magnier
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P. Maloney
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D. Matthews
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M. Mcdonald
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H.-Y. Miao
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D. Milisavljevic
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Y.-C. Pan
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S. Pradyumna
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C. Ransome
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J. Rees
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A. Rest
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C. Rojas-Bravo
- Fonction : Auteur
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N. Sandford
- Fonction : Auteur
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L. Sandoval Ascencio
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S. Sanjaripour
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A. Savino
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H. Sears
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N. Sharei
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S. Smartt
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E. Softich
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C. Theissen
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S. Tinyanont
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H. Tohfa
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V. Villar
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Q. Wang
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R. Wainscoat
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A. Westerling
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E. Wiston
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M. Wozniak
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S. Yadavalli
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Y. Zenati
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Résumé
Abstract We present UV and/or optical observations and models of SN 2023ixf, a type II supernova (SN) located in Messier 101 at 6.9 Mpc. Early time ( flash ) spectroscopy of SN 2023ixf, obtained primarily at Lick Observatory, reveals emission lines of H i , He i/ii , C iv , and N iii/iv/v with a narrow core and broad, symmetric wings arising from the photoionization of dense, close-in circumstellar material (CSM) located around the progenitor star prior to shock breakout. These electron-scattering broadened line profiles persist for ∼8 days with respect to first light, at which time Doppler broadened the features from the fastest SN ejecta form, suggesting a reduction in CSM density at r ≳ 10 15 cm. The early time light curve of SN 2023ixf shows peak absolute magnitudes (e.g., M u = −18.6 mag, M g = −18.4 mag) that are ≳2 mag brighter than typical type II SNe, this photometric boost also being consistent with the shock power supplied from CSM interaction. Comparison of SN 2023ixf to a grid of light-curve and multiepoch spectral models from the non-LTE radiative transfer code CMFGEN and the radiation-hydrodynamics code HERACLES suggests dense, solar-metallicity CSM confined to r = (0.5–1) × 10 15 cm, and a progenitor mass-loss rate of M ̇ = 10 − 2 M ⊙ yr −1 . For the assumed progenitor wind velocity of v w = 50 km s −1 , this corresponds to enhanced mass loss (i.e., superwind phase) during the last ∼3–6 yr before explosion.
Domaines
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