“红超巨星问题”：II型超新星前身星的上光度边界

通过比较红超巨星（RSG）超新星前身星与场RSG的性质，有声称亮度 $L$ 高于 $\log(L/L_\odot) > 5.2$ 的前身星缺失。这与RSG在 $\log(L/L_\odot) = 5.5$ 的经验上光度极限相冲突，此结果被称为“红超巨星问题”。这被解释为黑洞形成的上质量阈值的证据。本文中，我们将观测到的RSG SN前身星光度与麦哲伦云中观测到的RSG $L$ 分布比较。结果表明，当前样本中亮SN II-P/L前身星的缺失至少部分可由 $L$ 分布的陡峻与小样本量解释，且红超巨星问题的统计显著性在1-2$\sigma$ 之间。其次，我们将II-P/L前身星的光度分布建模为带上下截断的简单幂律，得上光度极限 $\log(L_{\rm hi}/L_\odot) = 5.20^{+0.17}_{-0.11}$（68%置信），若固定幂律斜率取理论预期值则该值升至 $\sim$5.3。结果再次指向RSG问题的显著性在 $\sim 2 \sigma$ 内。在全部前身星来自单星演化的假设下，这对应母分布的上质量极限 $M_{\rm hi} = 19.2{\rm M_\odot}$, $\pm1.3 {\rm M_\odot (systematic)}$, $^{+4.5}_{-2.3} {\rm M_\odot}$（随机）（68%置信限）。