第一代恒星双不稳定性超新星的源密度与可观测性
宇宙学与河外天体物理
2013-03-01 v2 高能天体物理现象
摘要
理论模型预测，部分第一代恒星以极高能量的双不稳定性超新星(PISNe)结束其生命。这些超新星的能量接近 10^53 ergs，预计处于即将投入使用的 James Webb 空间望远镜(JWST)的探测极限内，从而可对第一代恒星的性质施加观测限制。我们采用基于半解析暗物质晕质量函数的方法估计 PISNe 的源密度，并利用宇宙学模拟考虑了恒星形成反馈对 PISN 速率的影响。我们估计，在任意给定时间，每个 JWST 视场内 PISNe 的上限约为 0.2 个。反馈可显著降低该速率，例如，在最悲观的爆发模型中，将其降至每 4000 个 JWST 视场仅有 1 个 PISN。我们还发现，观测第一代恒星 PISNe 的主要障碍是其稀缺性，而非亮度不足；曝光时间长于几乘 10^4 秒对增加发现的 PISNe 数量帮助甚微。鉴于此，我们建议采用镶嵌式搜索策略来探测第一代恒星的 PISNe。适度曝光不太可能遗漏相当高红移的 PISNe，但需要大量指向观测以确保探测成功。
引用
@article{arxiv.1112.5207,
title = {The Source Density and Observability of Pair-Instability Supernovae from the First Stars},
author = {Jacob A. Hummel and Andreas H. Pawlik and Milos Milosavljevic and Volker Bromm},
journal= {arXiv preprint arXiv:1112.5207},
year = {2013}
}
备注
Accepted for publication in ApJ. Substantially extended following referee feedback; rates revised downwards