A spallation model for ⁴⁴TI production in core collapse supernovae

 

A. Ouyed,¹ R. Ouyed,¹ D. Leahy,¹ and P. Jaikumar²

 

¹ Department of Physics and Astronomy, University of Calgary, 2500 University Drive NW, Calgary, Alberta, T2N1N4 Canada. (leahy@ucalgary.ca, ahouyedh@ucalgary.ca, rouyed@ucalgary.ca).

² Department of Physics and Astronomy, California State University, Long Beach, 1250 Bellflower Blvd., Long Beach, CA 90840, USA. (Prashanth.Jaikumar@csulb.edu).

 

Received 2013 August 11.
Accepted 2013 December 9.

 

RESUMEN

Los modelos actuales para supernovas con colapso del núcleo (ccSNe) predicen abundancias excesivas de ⁴⁴Ti comparadas con las observadas. Presentamos un modelo alternativo, en el cual la detonación de una estrella neutrón (Nova Quark o QN) sigue a la explosión de la ccSNe, lo cual tiene como resultado reacciones de espalación en el material arrojado por la SN, que producen ⁴⁴Ti. Con nuestro modelo y con un retraso adecuado en el tiempo entre la QN y la SN, logramos una producción de ⁴⁴Ti de ~ 10^-4 M⊙. Nuestro modelo también produce señales únicas, que no se encuentran en los modelos estándar de nucleosíntesis en ccSNe. Ejemplos de estas señales son una abundante producción de ⁷Be y ²²Na. Discutimos estas señales mediante el análisis de las curvas de luz tardías y la espectroscopía en rayos gama para nuestro modelo.

 

ABSTRACT

Current core collapse supernovae (cc-SNe) models predict overproduction of ⁴⁴Ti compared to observations. We present a model for an alternative channel where a cc-SN explosion is followed by a neutron star detonation (QuarkNovaor QN), resulting in a spallation reaction of SN ejecta that produces ⁴⁴Ti. We can achieve a ⁴⁴Ti production of ~ 10^-4 M⊙ with our model under the right time delay between the QN and the SN. Our model also produces unique signals not found in standard, cc-SN nucleosynthesis models. Some of these unique signals include a significantly large production of ⁷Be and ²²Na. We discuss some of these signals by analyzing the late time light curve and gamma spectroscopy of our model.

Key Words: nuclear reactions, nucleosynthesis, abundances — stars: pre-main sequence — supernovae: general — supernovae: individual (SN1987A, Cassiopeia A).

 

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