II型平台超新星中的激波突破：高红移超新星巡天的前景

激波突破是超新星中最明亮的辐射现象，但由于持续时间短且光谱峰值在X射线/紫外波段，难以观测。自2008年首次从上升阶段观测到以来，其在高红移下的可观测性引起了极大关注。我们对不同主序质量$M_{\rm MS}$、金属丰度$Z$和爆炸能量$E$的演化前超新星模型进行了多群辐射流体动力学计算。我们展示了II型平台超新星（最常见的核心坍缩超新星）中激波突破的多色光变曲线，并预测了不同红移$z$下激波突破的表观多色光变曲线。通过考虑初始质量函数、宇宙恒星形成历史、星系际吸收和宿主星系消光，我们推导了作为滤光片$x$和极限星等$m_{x,{\rm lim}}$函数的可观测超新星率和可达红移。我们提出了一种针对激波突破优化的现实巡天策略。例如，$g'$波段的可观测超新星率在$m_{g',{\rm lim}}=27.5$星等时为3.3个超新星度$^{-2}$天$^{-1}$，其中一半位于$z\geq1.2$。显然，激波突破是探测高红移核心坍缩超新星的有益线索。我们还建立了从激波突破的亮度、时间尺度和颜色观测中识别激波突破并约束超新星性质的方法。我们强调，在蓝色光学波段进行间隔约1小时的多色观测，最好连续进行$\geq2$个夜晚，对于有效探测、识别和解释激波突破至关重要。