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欧几里得望远镜对与并合双黑洞一致的双星族合成模型中对不稳定超新星的探测能力

高能天体物理现象 2022-12-13 v3 宇宙学与河外天体物理 星系天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

我们基于双星族模型推断欧几里得空间望远镜(Euclid)运行期间对不稳定超新星(PISNe)的预期探测数量。我们的模型再现了在约 9109-10 MM_\odot 主黑洞质量处速率的全局最大值,以及与近期观测一致的双黑洞并合率中主黑洞质量分布的整体梯度。我们考虑了依赖于 12^{12}C(α,γ)16(\alpha, \gamma)^{16}O 反应速率的不同 PISN 条件。基准模型和 3σ3\sigma 模型分别采用标准反应速率和减小 3σ3\sigma 的反应速率。我们的基准模型预测 Euclid 将探测到若干贫氢 PISNe。对于 3σ3\sigma 模型,若恒星质量分布延伸至 Mmax=600MM_{\max} = 600 M_\odot,则预期 Euclid 探测到 1\sim 1 颗贫氢 PISN,但如果 Mmax=300MM_{\max} = 300 M_\odot,预期数量则显著减小。我们或可通过观测到的 PISN 速率区分基准模型与 3σ3\sigma 模型。这将有助于约束双黑洞起源与反应速率,尽管 MmaxM_{\max} 与反应速率之间仍存在简并。由后续观测获得的的光变曲线与光谱对 PISN 抛射质量的估计,对解开该简并十分重要。

关键词

引用

@article{arxiv.2204.09402,
  title  = {Euclid detectability of pair instability supernovae in binary population synthesis models consistent with merging binary black holes},
  author = {Ataru Tanikawa and Takashi J. Moriya and Nozomu Tominaga and Naoki Yoshida},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2204.09402},
  year   = {2022}
}

备注

7 pages, 4 figures, 1 table, accepted for MNRAS letters