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利用强引力透镜观测超新星的最早时刻

高能天体物理现象 2020-05-11 v2 宇宙学与河外天体物理 太阳与恒星天体物理

摘要

我们确定了利用透镜时间延迟观测强引力透镜超新星(gLSNe)从初光起的可行性。假设一种合理的发现策略,Legacy Survey of Space and Time(LSST)与 Zwicky Transient Facility(ZTF)将分别在超新星(SN)于最后一张像中爆发前每年发现 \sim 110 与 \sim 1 个系统。系统将在最后爆发前 11.79.3+29.811.7^{+29.8}_{-9.3} 天被识别。随后我们探讨对 LSST 发现系统中的 IIP 型与 Ia 型超新星进行早期观测的可能性。利用模拟的 IIP 型爆发,我们预测每年一张后随像中的激波突破在 BB 波段(F218WF218W)峰值达 \lesssim 24.1 mag(\lesssim 23.3),但演化时标约为 \sim 30 分钟。利用 Ia 型伴星相互作用的解析模型,我们发现若在 BB 波段观测,假设所有 Ia 型 gLSNe 均具有 1 M_\odot 红巨星(主序星)伴星,则每年应观测到至少一次激波冷却辐射事件,峰值达 \lesssim 26.3 mag(\lesssim 29.6)。我们进行贝叶斯分析,以探究欧洲极大望远镜上 1 小时曝光的深观测能在多大程度上区分 Ia 型前身星族。我们发现,若所有 Ia 型 SN 均演化自双简并通道,则对 10(50)张后随像中早期蓝色流量缺失的观测将在 95% 置信度下排除超过 27%(19%)的星族具有 1 M_\odot 主序伴星。

关键词

引用

@article{arxiv.2003.14340,
  title  = {Observing the earliest moments of supernovae using strong gravitational lenses},
  author = {Max Foxley-Marrable and Thomas E. Collett and Chris Frohmaier and Daniel A. Goldstein and Daniel Kasen and Elizabeth Swann and David Bacon},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2003.14340},
  year   = {2020}
}

备注

17 pages, 15 figures (including appendices). Accepted by MNRAS 3rd May 2020