近日，云南大学2022级天文系本科生赵界为以第一作者身份在天文学国际知名期刊《Astronomy & Astrophysics》（A&A）发表题为《SN 2022ngb: A faint, slowly evolving Type IIb supernova with a low-mass envelope》的学术论文。
图 1: 超新星SN 2022ngb与其宿主星系UGC
核塌缩超新星是大质量恒星（大于8倍太阳质量）死亡时的剧烈爆发现象。根据其前身星演化的物理过程，其中一类被称为“壳层剥离超新星”，其前身星在爆发前失去部分或全部的氢/氦包层。IIb型超新星属于其中II型向Ib型超新星的过渡类型，其光谱早期显示氢线，晚期则被氦线主导。
IIb型超新星的光变曲线通常呈现多样性：部分具有显著的激波冷却峰，部分则没有或很弱。这种差异主要取决于前身星残留氢包层的半径和质量。然而，关于这些前身星是如何失去包层的——是通过强烈的恒星风，还是双星系统中的物质转移——一直是天体物理学研究的重点。
本研究通过对一颗IIb型超新星SN 2022ngb进行详尽的测光和光谱分析，揭示了其前身星为双星系统中被剥离包层的恒星，并发现了爆发过程中存在的非球对称性特征。
研究团队利用全球多个地基望远镜，获取了SN 2022ngb长达280天的光学及近红外测光数据和高质量光谱序列。分析显示，该超新星属于低光度的IIb型超新星，其峰值光度为7.76×1041erg s−1，且V波段上升时间长达24.32天，这在同类天体中较为罕见。
结合半解析光变曲线模型与辐射转移模拟，研究团队推算出SN 2022ngb的抛射物质量约为2.9-3.2个太阳质量。模型约束显示，前身星在爆发前的质量约为4.7个太阳质量，对应的主序星初始质量约为15-16个太阳质量。这一质量范围支持了前身星是在双星系统中通过相互作用失去了大部分包层。在其星云相光谱中，[O I]和[Ca II]禁线呈现出明显的不对称轮廓。通过对这些谱线轮廓的深入剖析，研究团队发现爆发抛射物可能具有复杂的几何结构，指示了爆炸是非球对称的，且放射性物质的分布可能存在各向异性。这为理解核塌缩超新星的爆炸机制提供了重要的观测证据。
本研究完整覆盖了SN 2022ngb从爆发初期到星云期的演化历史，填补了IIb型超新星在低光度、慢演化这一类型的空白。研究结果表明，SN 2022ngb是由一颗中等质量的、仍然残留着低质量氢包层的氦星在双星系统中爆发产生。同时，该工作展示了晚期星云谱分析在重构超新星爆炸几何结构和限制前身星核合成性质方面的价值，并为未来利用先进巡天设备（如梦飞巡天望远镜、巡天空间望远镜、LSST等）研究此类瞬变天体提供了重要的样本。
云南大学天文系2022级本科生赵界为为本文的第一作者。中国科学院云南天文台及意大利国家天体物理研究院帕多瓦天文台蔡永志博士、云南大学中国西南天文研究所杨元培副教授和刘晓为教授为本文的共同通讯作者。
原文链接：doi.org/10.1051/0004-6361/202557619
