JWST 首次暂现源巡天：FLARE 项目
天体物理仪器与方法
2017-11-28 v2 高能天体物理现象
摘要
JWST 的构思与建造旨在回答人类能够通过经验实证的最基本问题之一：“宇宙是如何形成其第一批恒星的？”。我们的“再电离时代的第一缕光”（FLARE）项目将探索再电离纪元的研究从静态领域转变为时域领域。它瞄准一个互补性问题：“那些第一批恒星后来怎么样了？”。该问题将通过观测最明亮的事件来回答：超新星以及由原初气体云直接坍缩形成的黑洞上的吸积过程。这些暂现源为恒星形成率（SFRs）和真正初始的初始质量函数（IMF）提供了直接约束，并可能识别出超大质量黑洞（SMBHs）的潜在恒星种子。此外，我们对这些在极低金属丰度下发生的事件的物理认知将得到极大扩展。JWST 的独特能力将使其在相当浅的观测中轻松探测到这些最明亮、最早的宇宙信使。然而，这些事件在宇宙结构形成的黎明时期极为罕见，因此需要大面积覆盖。通过 JWST 的一个浅场，在 2 微米和 4.4 微米波段达到 27 AB 星等，覆盖面积达 0.1 平方度，并每年多次访问，时域天文学可被推进至前所未有的深度。这样的巡天可能会对红移超过 10 的大质量星族 III 超新星施加严格约束或进行探测，从而精确确定第一批恒星的红移，或至少是它们的消亡时刻。基于我们目前对超亮超新星（SLSNe）的认识，这样的巡天将在五年内发现一颗或多颗红移 6 以上的 SLSNe，并可能发现若干直接坍缩黑洞。尽管 JWST 并非设计为宽场巡天望远镜，但我们证明，利用 JWST 进行此类宽场巡天是可行的，并且对于实现其若干关键科学目标至关重要。
引用
@article{arxiv.1710.07005,
title = {A First Transients Survey with JWST: the FLARE project},
author = {Lifan Wang and D. Baade and E. Baron and S. Bernard and V. Bromm and P. Brown and G. Clayton and J. Cooke and D. Croton and C. Curtin and M. Drout and M. Doi and I. Dominguez and S. Finkelstein and A. Gal-Yam and P. Geil and A. Heger and P. Hoeflich and J. Jian and K. Krisciunas and A. Koekemoer and R. Lunnan and K. Maeda and J. Maund and M. Modjaz and J. Mould and K. Nomoto and P. Nugent and F. Patat and F. Pacucci and M. Phillips and A. Rest and E. Regos and D. Sand and B. Sparks and J. Spyromilio and L. Staveley-Smith and N. Suntzeff and S. Uddin and B. Villarroel and J. Vinko and D. Whalen and J. Wheeler and M. Wood-Vasey and Y. Yang and Bin Yue},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.07005},
year = {2017}
}