SN 2023ixf 的一颗明亮红超巨星与多尘长周期变星前身星

我们分析了附近旋涡星系 M101 中 SN 2023ixf 爆发位置的爆发前近红外和中红外（IR）图像，并表征了候选前身星。自 2004 年以来，在 Spitzer 空间望远镜的广泛监测中，该恒星显示出令人信服的变星证据，可能具有 $\approx$1000 天的周期和 $\Delta m \approx 0.6$ mag 的振幅，这可能表明存在径向脉动。在 2010 年至 2023 年间，直至爆发前仅 10 天，在近红外 $J$ 和 $K_{s}$ 波段也观察到了与此周期一致的变星行为。除了周期性变星外，我们未在此时期内发现任何红外明亮的超新星爆发前爆发的证据。该恒星的红外亮度（$M_{K_s} = -10.7$ mag）和颜色（$J-K_{s} = 1.6$ mag）表明它是一颗明亮且多尘的红超巨星。对相位平均化光谱能量分布（SED）的建模给出了对恒星温度（$T_{\mathrm{eff}} = 3500_{-1400}^{+800}$ K）和光度（$\log L/L_{\odot} = 5.1\pm0.2$）的限制。这使得该候选星成为具有直接成像限制的最明亮的 II 型超新星前身星之一，但需注意其中许多仅依赖于光学测量。与恒星演化模型的比较给出了初始质量 $M_{\mathrm{init}} = 17\pm4 M_{\odot}$。我们通过 SED 建模估计了在爆发前 3 至 19 年间该恒星的超新星爆发前质量损失率，在假设风速为 $v_w = 10$ km s$^{-1}$ 的情况下为 $\dot M \approx 3\times10^{-5}$ 至 $3\times10^{-4} M_{\odot}$ yr$^{-1}$，这可能指向脉动驱动风中增强的质量损失。