星系团中的超新星延迟时间分布及其对Ia型前身星和金属增丰的启示

超新星(SN)延迟时间分布(DTD)——即假设一次短暂的恒星形成爆发后超新星率随时间的变化——可以揭示超新星的前身星和物理机制。我们汇集了红移z=0-1.45星系团中Ia型超新星(SN Ia)率的最新测量结果。结合星系团中观测到的铁-恒星质量比（该比值约束了星系团中SN Ia事件的时间积分数量），我们恢复了星系团环境中SNe Ia的DTD。该DTD在我们探测的最短延迟时间间隔0<t<2.2 Gyr处达到峰值，并有一个延伸至约10 Gyr延迟的低尾，且与近期基于不同方法、在不同环境中得到的几个DTD重建结果高度一致。我们检验了文献中的DTD模型，要求它们同时再现观测到的星系团超新星率和铁-恒星质量比。一个形式为t^{-1.2±0.3}、延伸至哈勃时间的幂律DTD可以满足这两个约束。假设单一的DTD和一次高红移处的（短暂或延展的）恒星形成爆发，更浅的幂律（如t^{-1/2}）则无法满足。这意味着50-85%的SNe Ia在恒星形成后1 Gyr内爆发。来自双简并(DD)模型的DTD，其形状在广泛的时间尺度上大致为~t^{-1}，与数据吻合，但前提是其预测值需放大5-10倍。单简并(SD)的DTD由于缺乏延迟超新星且超新星总数偏低，始终与数据拟合不佳。观测结果也允许两种SN Ia群体的组合——在恒星形成后几Gyr内爆发的快速（例如SD）SNe Ia，产生了星系团中约60%的铁质量，以及一个贡献了z<1.4处所观测事件的DD群体。如果预测的总数能够适当增加，我们的结果支持SNe Ia存在一个DD前身星通道。