年轻致密星团中经由碰撞失控导致的不稳定对超新星

理论上预测氦核质量在约 64 至 133 $M_\sun$ 之间的恒星将以不稳定对超新星的形式死亡。这需要非常大质量的前身星，而对于受限于银河系恒星质量上限的 Pop II/I 恒星而言，由于通过线驱动星风造成的质量损失，理论上不允许存在如此大质量的前身星。然而，在致密年轻星团中恒星的失控碰撞可能产生一颗具有足够质量的合并星，使其最终以不稳定对超新星的形式结束生命，即使在非零金属丰度下存在增强的质量损失也是如此。我们表明，由该机制预测的速率与两颗观测到的不稳定对超新星 SN 2007bi 和 PTF 10nmn 的推断体积速率（约 $2\times10^{-9}$ Mpc$^{-3}$ yr$^{-1}$）一致，这两颗超新星均不具有无金属宿主星系。与先前的文献相反，大型综合巡天望远镜 (LSST) 仅能观测到低红移 $z<2$ 处的不稳定对超新星。我们估计该望远镜每年将观测到约 $10^2$ 起源于星团中碰撞失控合并的此类事件。