贫氢超亮超新星 iPTF13ajg 及其宿主星系的吸收与发射特征

我们展示了由中间帕洛马瞬变工厂 (intermediate Palomar Transient Factory) 发现的贫氢超亮超新星 (SLSN) iPTF13ajg 的成像和光谱数据。基于窄吸收线推导出的红移为 $z=0.7403$，iPTF13ajg 的峰值绝对星等为 $M(u,AB)=-22.5$，是迄今为止最明亮的超新星之一。利用 P48、P60、NOT、DCT 和 Keck 望远镜获得的 $uBgRiz$ 光变曲线，以及通过 Keck 和 VLT 获取的九个历元的光谱序列（覆盖静止系三个月），我们在光度上将其关联起来，以估算通量随时间和波长的演化。观测到的 iPTF13ajg 热峰值光度为 $3.2\times10^{44}$ erg/s，而估计的总辐射能量为 $1.3\times10^{51}$ erg。我们在两个不同历元利用 VLT 上的 X-shooter 探测到了与宿主星系冷星际介质相关的 Mg I、Mg II 和 Fe II 窄吸收线。通过 Voigt 轮廓拟合，我们推导出柱密度为 $\log N(\text{Mg I})=11.94\pm0.06$，$\log N(\text{Mg II})=14.7\pm0.3$，以及 $\log N(\text{Fe II})=14.25\pm0.10$。这些柱密度，以及文献中贫氢 SLSNe 样本的 Mg I 和 Mg II 等效宽度，均处于为伽马射线暴 (GRBs) 推导值的低端，而 GRBs 的前身星也被认为是大质量恒星。这表明 SLSNe 和 GRBs 的环境有所不同。由于未探测到 Fe II 精细结构吸收线，我们推导出超新星与窄线吸收气体之间距离的严格下限为 50 pc。未探测到宿主星系发射线，从而得出未遮蔽恒星形成率的上限为 SFR([OII])$<0.07$ Msun/yr。后期成像显示 iPTF13ajg 的宿主星系非常暗弱，$g(AB)\sim27.0$ 且 $R(AB)\ge26.0$ mag，大致对应于 $M(B,\text{Vega}) \gtrsim -17.7$ mag。[摘要已节选]