寻找首批宇宙爆炸。IV. 90 - 140 M$_{\odot}$ 对不稳定性超新星

作为对不稳定性超新星死亡的 III 族恒星，通常被认为质量范围为 140 - 260 M$_{\odot}$。但多项研究表明，自转可以积累足够的氦核，使得恒星质量低至 90 M$_{\odot}$ 时即可遭遇对不稳定性。取决于 III 族恒星初始质量函数的斜率，原始宇宙中 90 - 140 M$_{\odot}$ 范围内的恒星数量可能是通常接受范围内的 4 至 5 倍。我们展示了使用 MESA、FLASH 和 RAGE 代码对此类恒星对不稳定性爆炸的数值模拟。我们发现，它们在光学波段对于 Pan-STARRS 和 LSST 等超新星工厂在 $z \sim$ 1 - 2 范围内可见，在近红外波段对于 JWST 和 30 米级望远镜在 $z \sim$ 7 - 10 范围内可见。因此，此类爆炸将探测第一代星系的恒星种群以及宇宙再电离时代的宇宙恒星形成率。这些超新星也易于与质量更大的对不稳定性爆炸区分开来，突显了此类事件的光变曲线多样性远超此前的理解。