詹姆斯·韦伯空间望远镜可在引力波后随搜寻中探测千新星

千新星是致密双星并合的重要电磁对应体，其可能成为最常被探测到的引力波（GW）源。然而，由GW事件触发的千新星后随观测十分困难，原因在于GW探测器的定位精度差，以及千新星近红外峰值辐射微弱导致观测能力受限。我们表明，詹姆斯·韦伯空间望远镜（JWST）上的近红外相机（NIRCam）将能够在并合后一周内，在相关的GW探测距离（$\sim$ 200 Mpc）内，以短至（$\lesssim$ 12秒）的曝光时间探测到千新星。尽管有此灵敏度，但由于NIRCam视场有限，完全覆盖一个假定定位区域 $10$ $\mbox{deg}^2$ 的千新星搜寻并不可行。然而，可开发针对性巡天，以在有限观测时间内优化高效发现千新星的可能性。我们估计，聚焦于200 Mpc内星系的 $10$ $\mbox{deg}^2$ 巡天将需要约13小时，主要由额外开销时间主导；进一步聚焦于具有高恒星形成率星系的巡天将需要 $\sim$ 5小时。通过观测与3个（而非单个）GW事件的50%（而非90%）置信区域相关的天空区域，特征时间可缩短至短至 $\sim$4小时，且不损害探测千新星的可能性。在探测并证认千新星后，有限次数的NIRCam后随观测可约束该双星抛射物质的性质以及致密核物质的状态方程。