双子产量超新星：理论与观测

我综述了双子产量超新星（PPSNe）的物理特性以及其可被观测约束的前景。对于质量极大的恒星（140-260倍太阳质量），其很大一部分压力支撑来自辐射场，使得其束缚较松，绝热指数接近最小稳定值。在碳/氧燃烧的末期，中心温度升至使光子转化为电子-正电子对的临界值，导致伽马射线硬度下降，引发失控坍缩，随后发生爆炸性燃烧，将恒星彻底摧毁。虽然这些爆炸的能量可达核心坍缩和类Ia超新星的100倍，但其峰值亮度仅稍高。然而，由于大量Ni-56产生成分以及氢复合，其亮度更持久，可观测约一年。由于金属化学是局部过程，PPSNe应发生在金属-free气体的区域内，跨越较宽的红移范围，大大增强了其可探测性，并将其核合成产物分布在银河系周围。这意味着，金属-free恒星的丰度测量应被视为直接约束这些对象的手段。也意味着现有的超新星搜索已经为PPSN模型提供了弱约束。相比之下，采用JWST上的NIRCam仪器进行调查，能够将这些限制扩展至z~10。若每年观测0.3平方度天空一周，连续三年，此类计划要么检测到这些非凡天体，要么排除其存在。