Roman CCS 白皮书：利用 Roman 望远镜表征超亮超新星

I 型超亮超新星（SLSNe）是一类奇异的核坍缩超新星（CCSN），其亮度可达正常 CCSNe 的 100 倍，且演化更为缓慢。SLSNe 代表了质量最大的剥离恒星的终结阶段，被认为由毫秒磁星的自旋-down 能量驱动。研究它们并测量其物理参数有助于我们更好地理解恒星质量损失、演化与爆发。此外，凭借其高光度，SLSNe 可被观测到更遥远的距离，使我们能够探索恒星物理如何随红移演化。高纬度时域巡天（HLTDS）将提供发现数百颗 SLSNe 的绝佳数据集。本文聚焦于哪些滤光片组合与巡天节奏能最好地表征这些 SLSNe 的物理参数。我们模拟了红移范围从 z = 0.1 到 z = 5.0 的一组 SLSNe，使用六组不同滤光片以及 5 到 100 天不等的巡天节奏。随后我们拟合这些模拟光变曲线，试图恢复其抛射物质量、抛射物速度、磁场强度和磁星自旋周期的输入参数值。我们发现，四种滤光片足以准确表征红移低于 $z = 3$ 的 SLSNe，且需要快于 20 天的节奏才能获得不确定度低于 10% 的测量，尽管在某些条件下 70 天的节奏仍可接受。最后，我们发现标称巡天策略将无法恰当表征 $z = 5$ 处最遥远的 SLSNe。我们发现，在标称 HLTDS 巡天上增加为期 4 年、60 天节奏的观测，可极大改善表征这些最极端遥远 SNe 的前景，且仅使巡天时间投入增加 8%。