Plasma instabilities dominate radioactive transients magnetic fields: the self-confinement of leptons in Type Ia and core-collapse supernovae, and kilonovae
Rattachement africain : us, fr, au, es. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.
Le résumé fourni par la source
ABSTRACT The light curves of radioactive transients, such as supernovae and kilonovae, are powered by the decay of radioisotopes, which release high-energy leptons through $\beta ^+$ and $\beta ^-$ decays. These leptons deposit energy into the expanding ejecta. As the ejecta density decreases during expansion, the plasma becomes collisionless, with particle motion governed by electromagnetic forces. In such environments, strong or turbulent magnetic fields are thought to confine particles, though the origin of these fields and the confinement mechanism have remained unclear. Using fully kinetic particle-in-cell (PIC) simulations, we demonstrate that plasma instabilities can naturally confine high-energy leptons. These leptons generate magnetic fields through plasma streaming instabilities, even in the absence of pre-existing fields. The self-generated magnetic fields slow lepton diffusion, enabling confinement, and transferring energy to thermal electrons and ions. Our results naturally explain the positron trapping inferred from late-time observations of thermonuclear and core-collapse supernovae. Furthermore, they suggest potential implications for electron dynamics in the ejecta of kilonovae. We also estimate synchrotron radio luminosities from positrons for Type Ia supernovae and find that such emission could only be detectable with next-generation radio observatories from a Galactic or local-group supernova in an environment without any circumstellar material.
Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.
Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Plasma instabilities dominate radioactive transients magnetic fields: the self-confinement of leptons in Type Ia and core-collapse supernovae, and kilonovae
- Date Crossref
- 16/07/2025
- Éditeur
- Oxford University Press (OUP)
- Type
- journal-article
Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.
Où se fait cette recherche
-
University of Hawaii System Institute for Astronomy pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Université Bourgogne Franche-Comté pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
The Ohio State University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Astronomy and Space pays non établi dans la noticeStructure de recherche
-
Fermi National Accelerator Laboratory pays non établi dans la noticeStructure de recherche
-
University of Chicago Enrico Fermi Institute pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Hospital General Universitario de Ciudad Real pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
-
University of Castilla-La Mancha pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Princeton Plasma Physics Laboratory Computational Sciences Department pays non établi dans la noticeStructure de recherche
-
Columbia University Physics Department & Columbia Astrophysics Laboratory pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
-
Center for Cosmology and AstroParticale Physics pays non établi dans la noticeInstitution
-
Michigan State University Center for Data Intensive and Time Domain Astronomy pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Institute for Astronomy — University of Hawaii System, Université Bourgogne Franche-Comté et The Ohio State University, avec 9 autres affiliations.
Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.