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核坍缩超新星发生率对金属丰度的依赖性

太阳与恒星天体物理 2023-10-04 v2 星系天体物理 高能天体物理现象

摘要

核坍缩超新星(CCSNe)被广泛认为是初始质量 8\gtrsim 8M_\odot 的大质量恒星爆炸死亡所致。然而,对于前身星的性质——质量、金属丰度、 multiplicity、自转等——如何体现在 resultant CCSN 星族中,人们的理解相对匮乏。本文给出了一个来自 ASAS-SN 巡天的邻近 CCSNe 最小偏差样本,其宿主星系使用 VLT 上的 MUSE 进行了积分视场光谱观测。该数据集使我们能够在宿主星系整体恒星形成性质的背景下分析 CCSNe 的爆发位置。我们表明,CCSNe 爆发位置的氧丰度分布相对于宿主星系内总体 HII 区丰度分布偏向更低值。我们进一步表明,在低金属丰度宿主星系子样本中,CCSNe 相对于氧丰度无偏地示踪恒星形成;而在较高金属丰度宿主星系子样本中,它们优先发生于低丰度恒星形成区。我们估计了单位恒星形成下 CCSNe 发生率随氧丰度的变化,并表明其随丰度增加急剧下降。如此强烈且定量的 CCSN 产生对金属丰度的依赖性此前从未被揭示。最后,我们讨论了对该结果的可能解释,并表明这些解释各自对我们理解 CCSNe 与大质量恒星演化具有强烈启示。

关键词

引用

@article{arxiv.2306.11962,
  title  = {A metallicity dependence on the occurrence of core-collapse supernovae},
  author = {Thallis Pessi and Joseph P. Anderson and Joseph D. Lyman and Jose L. Prieto and Lluís Galbany and Christopher S. Kochanek and Sebastian F. Sánchez and Hanindyo Kuncarayakti},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2306.11962},
  year   = {2023}
}

备注

11 pages, 5 figures, accepted at ApJL