1. Gamma-Ray emission from SN2014J near maximum optical light
- Author
-
Jürgen Knödlseder, G. Vedrenne, Rashid Sunyaev, G. G. Lichti, Simona Soldi, A. Domingo, Matthieu Renaud, P. von Ballmoos, Jordi Isern, E. M. Churazov, Inmaculada Domínguez, F. Lebrun, P. Hoeflich, C. Badenes, Domingo García-Senz, P. Jean, Nancy Elias-Rosa, Margarita Hernanz, Eduardo Bravo, Dieter H. Hartmann, Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Météo France-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), AstroParticule et Cosmologie (APC (UMR_7164)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Observatoire de Paris, Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP), Laboratoire Univers et Particules de Montpellier (LUPM), Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7), Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Universitat Politècnica de Catalunya. Departament de Física, Universitat Politècnica de Catalunya. GRPFM - Grup de Recerca en Propietats Físiques dels Materials, Universitat Politècnica de Catalunya. GAA - Grup d'Astronomia i Astrofísica, Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité), Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Observatoire de Paris, PSL Research University (PSL)-PSL Research University (PSL)-Université Paris Diderot - Paris 7 (UPD7)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut de recherche en astrophysique et planétologie ( IRAP ), Université Paul Sabatier - Toulouse 3 ( UPS ) -Observatoire Midi-Pyrénées ( OMP ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ), AstroParticule et Cosmologie ( APC - UMR 7164 ), Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Observatoire de Paris-Université Paris Diderot - Paris 7 ( UPD7 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ), Laboratoire Univers et Particules de Montpellier ( LUPM ), and Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS ( IN2P3 ) -Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques ( UM2 ) -Université de Montpellier ( UM )
- Subjects
Thermonuclear fusion ,[ PHYS.ASTR ] Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph] ,Astrophysics::High Energy Astrophysical Phenomena ,FOS: Physical sciences ,individual: SN2014J / gamma rays: stars [supernovae] ,Astrophysics ,Astrophysics::Cosmology and Extragalactic Astrophysics ,supernovae: individual: SN2014J ,gamma rays: stars ,01 natural sciences ,0103 physical sciences ,Astrophysics::Solar and Stellar Astrophysics ,Ejecta ,010303 astronomy & astrophysics ,Physics ,High Energy Astrophysical Phenomena (astro-ph.HE) ,Solar mass ,010308 nuclear & particles physics ,Supernoves ,Gamma ray ,White dwarf ,Astronomy and Astrophysics ,Light curve ,Supernova ,Supernovae ,13. Climate action ,Space and Planetary Science ,Física::Astronomia i astrofísica [Àrees temàtiques de la UPC] ,Astrophysics - High Energy Astrophysical Phenomena ,[PHYS.ASTR]Physics [physics]/Astrophysics [astro-ph] ,Radioactive decay - Abstract
Context. The optical light curve of Type Ia supernovae (SNIa) is powered by thermalized gamma-rays produced by the decay of 56Ni and 56Co, the main radioactive isotopes synthesized by the thermonuclear explosion of a C/O white dwarf. Aims: Gamma-rays escaping the ejecta can be used as a diagnostic tool for studying the characteristics of the explosion. In particular, it is expected that the analysis of the early gamma emission, near the maximum of the optical light curve, could provide information about the distribution of the radioactive elements in the debris. Methods: The gamma data obtained from SN2014J in M 82 by the instruments on board INTEGRAL were analysed paying special attention to the effect that the detailed spectral response has on the measurements of the intensity of the lines. Results: The 158 keV emission of 56Ni has been detected in SN2014J at ~5σ at low energy with both ISGRI and SPI around the maximum of the optical light curve. After correcting the spectral response of the detector, the fluxes in the lines suggest that, in addition to the bulk of radioactive elements buried in the central layers of the debris, there is a plume of 56Ni, with a significance of ~3σ, moving at high velocity and receding from the observer. The mass of the plume is in the range of ~0.03-0.08 Msun. Conclusions: No SNIa explosion model has ever predicted the mass and geometrical distribution of 56Ni suggested here. According to its optical properties, SN2014J looks like a normal SNIa, so it is extremely important to discern whether it is also representative in the gamma-ray band. Based on observations with INTEGRAL, an ESA project with instruments and the science data centre funded by ESA member states (especially the PI countries: Denmark, France, Germany, Italy, Switzerland, and Spain), the Czech Republic, and Poland and with the participation of Russia and USA.
- Published
- 2016
- Full Text
- View/download PDF