摘要
Ⅰa型超新星可能由双星系统中碳氧白矮星非稳定的热核爆炸而导致，有两种可能的前身星系统备受关注:双星系统中单个碳氧白矮星吸积而导致的热核爆炸，称为单简并模型;双星系统中两个碳氧白矮星的并合导致Ⅰa型超新星爆炸，称为双简并模型。对Ⅰa型超新星的多波段测光观测有助于探索其绝对光度与光变曲线形状之间的关系，有助于研究Ⅰa型超新星的多样性，并为其爆发机制提供更多限制。Ⅰa型超新星可用作标准烛光，并直接导致了宇宙加速膨胀的发现。对Ⅰa型超新星的时域光谱观测有助于探究Ⅰa型超新星抛射物各元素的演化，有助于分析Ⅰa型超新星前身星系统和爆发机制。此外，对Ⅰa型超新星的深入研究有助于推进星系化学演化、中子星与黑洞产生、暗能量、暗物质等多方面的研究。 本文第一项研究工作深入分析了富碳Ⅰa型超新星SN2017hpa的实测特性，本项研究对该星进行了大量的测光和光谱观测，发现SN2017hpa属于正常且NUV-red的Ⅰa型超新星，其光变曲线下降率为△m15(B)=1.02±0.07mag，且光极大时候B波段的绝对星等为Mmax(B)=-19.12±0.11星等。SN2017hpa早期光谱中存在明显而演化独特的CⅡ吸收线，使得它有别于其他正常Ⅰa型超新星。其光谱中碳和氧的吸收强度比其它正常Ⅰa型超新星的强，且在光极大后约10天才完全消失。其抛射物中碳和氧的速度低于IMEs(Intermediate-massElements)的膨胀速度，例如SiⅡ、CaⅡ。SN2017hpa光极大时的膨胀速度大约为9，550kms-1，与正常Ⅰa型超新星的速度相当，而其速度梯度却高达130kms-1，显著高于正常Ⅰa型超新星的速度梯度。爆炸抛射物中存在较多未燃烧的碳和氧，相对于IMEs偏低的膨胀速度以及光球层较大的速度梯度表明该超新星可能起源于并合模型。 本文第二项研究工作深入分析了高速Ⅰa型超新星SN2017fgc的实测特性。本项研究对该星进行了大量的测光和光谱观测，发现该超新星具有较小的光变曲线下降率(即△m15(B)=1.05±0.07星等），其光变曲线的上升时间大约为18.0±0.4天，B-波段峰值绝亮度为Mmax(B)=-19.32±0.13星等。SN2017fgc光变曲线和颜色曲线的演化与高速Ⅰa型超新星类似，例如SN2002bo和SN2006X。SN2017fgc的U和B波段近星云相光变曲线中观测到超亮现象可能是其前身星系统中CSM的指示器。该超新星光谱的演化与高速Ⅰa型超新星SN2002bo、SN2006X以及SN2013gs类似，且在4400(A)附近FeⅡ/MgⅡ有较强的混合吸收线，在4900(A)附近FeⅢ/FeⅡ/SiⅡ也有较强的混合吸收线。在R/r和I/i波段，SN2017fgc与其他高速Ⅰa型超新星有更显著的二次极大/凸起特征。上述观测特性表明，SN2017fgc以及高速Ⅰa型超新星可能经历了更彻底的燃烧，或者具有更高金属丰度的前身星系统或者出生地环境。SN2017fgc爆发于宿主星系连接中心与外部壳层的气体桥上，距离宿主星系中心较远，研究推测SN2017fgc前身星系统可能是从星系内部抛射出来的，或者是宿主星系与其伴星系并合时星系盘上残留的冷气体物质或恒星系统。 SN2017hpa与SN2017fgc特殊的观测特性使它们有别于其他正常Ⅰa型超新星，丰富了Ⅰa型超新星的多样性。富碳Ⅰa型超新星SN2017hpa爆炸抛射物中，碳氧元素相对较低且类似的速度分布表明，该超新星有可能起源于双白矮星的暴力并合。高速Ⅰa型超新星SN2017fgc光谱中较宽的中等质量及铁族元素吸收线，以及R/r/I/i波段更为显著的二次极大表明该超新星可能有富金属的前身星系统或环境。
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