用引力望远镜A1689测量的高红移超新星率

我们呈现了一项地基近红外搜索，旨在寻找位于z=0.18的大质量星系团Abell 1689后方被透镜化的超新星，该星系团是自然提供的最强大的引力望远镜之一。我们的巡天基于VLT上HAWK-I仪器的多历元$J$波段观测，并辅以北欧光学望远镜的光学数据。我们的搜索发现了五颗高红移（$0.671<z<1.703$）、测光分类的核心坍缩超新星，其增亮幅度根据文献中的透镜模型计算为$\Delta m$ = $-0.31$至$-1.58$ mag。得益于透镜星系团的威力，该巡天具有探测高达极高红移$z\sim3$超新星的灵敏度，尽管空间区域有限。我们展示了对于$0.4\leq z< 2.9$的核心坍缩超新星率的研究，发现与先前的估计以及恒星形成历史的预测均吻合良好。在我们的巡天期间，我们还在A1689星系团成员中发现了2颗Ia型超新星，这使我们能够确定该星系团的Ia率为$0.14^{+0.19}_{-0.09}\pm0.01$ $\rm{SNuB}$$\,h^2$（SNuB$\equiv 10^{-12} \,\rm{SNe} \, L^{-1}_{\odot,B} yr^{-1}$）。按恒星质量归一化的星系团率为$0.10^{+0.13}_{-0.06}\pm0.02$ $\rm SNuM$$\,h^2$（SNuM$\equiv 10^{-12} \,\rm{SNe} \, M^{-1}_{\odot} yr^{-1}$）。此外，我们探索了未来利用引力望远镜改进$z\gtrsim2$处核心坍缩超新星率测量以及具有多重透镜像探测的最优巡天，发现计划的WFIRST空间任务具有极好的前景。大质量星系团可用作引力望远镜来显著扩展超新星搜索的巡天范围，对高$z$暂现宇宙的研究具有重要意义。