亮红新星（LRNe）和共同包层演化（CEE）是天体物理中密切相关但又不甚了解的现象和演化过程。其中，CEE是双星演化中十分关键的阶段，Ia型超新星，热亚矮星以及引力波源之一的密近致密双星都可能来自于经历了CEE的双星。另一方面，LRNe是近年来被观测到在光学和近红外波段明亮的暂现源，其来源可能与CEE和双星并和有关。清华大学高等研究院的副研究员陈卓（原天文系博士后）研究了CEE和LRNe的联系，通过第一性原理的辐射流体模拟，揭示了其中的物理过程。
由于CEE被厚厚的包层包裹，很难通过直接观测的手段了解包层内部双星是如何演化的，而LRNe作为伴随CEE可能发生的现象，为我们提供了宝贵的了解CEE的窗口。然而，由于LRNe的前身星亮度可能不高，现有LRNe的观测常常缺少对其前身星的信息，导致我们很难了解更多CEE和LRNe的联系。
图. 在各个panel中，横轴和纵轴分别为演化所对应的时间，其中t=0时刻对应亮度的峰值。从panel 1到panel 6，分别展示了密度，温度，辐射力与引力的比值，从外边界出发的光深，辐射能与气体内能的比值，和Rosseland不透明度。
不过，通过辐射流体建模，我们可以初步建立LRNe和CEE之间的联系。我们通过建立含有辐射力，氢氦电离/分解状态方程的一维辐射流体模型，揭示了LRNe的峰和平台的成因分别是辐射主导的喷流和氢氦复合所释放的潜热。我们也以AT 2019zhd为例，通过结合观测和量纲分析，推测中心质量约为6个太阳质量，并以此为基础拟合了AT 2019zhd的光变曲线。我们推测其抛射物的质量介于0.04-0.1太阳质量之间。同时，我们也模拟了人为去除辐射力，氢氦状态方程和尘埃形成的影响的情况，并与拥有完整物理过程的膜模拟结果进行对比，证实了辐射力和状态方程对光变曲线有决定性影响，也发现尘埃形成的影响十分有限。这是因为抛射物在早期处于高温全电离态（panel 2），有较高的不透明度（panel 6），同时此时为辐射能主导阶段（panel 5），这使得LRNe的抛射物在早期受到的辐射力大于中心引力（panel 3）；氢氦的潜热延长了抛射物的冷却时间，形成了光变曲线中的平台期；而尘埃形成时间很晚，对抛射物在动力学上影响很微弱。
新的模型不仅可以用来通过CEE推测LRNe的可观测量，还可以通过拟合LRNe的可观测量反推CEE和其前身星。我们接下来将把一维辐射流体模型与深度学习结合，建立更准确的CEE和LRNe之间的联系，为接下来为随着CSST，MUST，LSST和WFIRST的正式启用而到来的时域天文时代做理论上的准备。本工作发表在《天体物理杂志快报》。第一和通讯作者为清华大学高等研究院和天文系的陈卓副研究员。该工作的到了中国国家自然科学基金，清华大学笃实项目和清华大学水木学者项目的支持。
论文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad2a47
参考文献：
Pastorello, A., Fraser, M., Valerin, G., et al. 2021, A&A, 646, A119
Cai, Y., Reguitti, A., Valerin, G., & Wang, X. 2022, Univ, 8, 493
Matsumoto, T., & Metzger, B. D. 2022, ApJ, 938, 5