真正的 Pair-instability Supernova 后代：对第一代恒星质量分布的启示

第一代 Pop III 恒星的初始质量函数（IMF）仍然是一个长期存在的谜团。对它们大质量性质的预测意味着存在以 pair-instability supernovae (PISN) 爆炸的恒星，但此前尚未发现观测证据。如今，LAMOST 巡天声称在 ${\rm [Fe/H]}= -2.4$ 处发现了一个纯 PISN 后代 J1010+2358。我们在此确认，需要大质量的 250-260 ${\rm M_\odot}$ PISN 才能再现 J1010+2358 的丰度模式。然而，PISN 的贡献可低至 10%，因为缺少用于区分不同场景的关键元素。我们通过与我们宇宙学星系形成模型 NEFERTITI 的预测进行统计比较，研究了这一发现对 Pop III IMF 的启示。首先，我们表明在 ${\rm [Fe/H]}<-2.5$ 处未探测到单次富集的 PISN 后代使我们能够排除： 在 90% 置信水平下的平坦 IMF； 特征质量为 $m_{\rm ch}/{\rm M_\odot} > 191.16x - 132.44$ 的 Larson 型 IMF，其中 x 为斜率，在 75% 置信水平下。其次，我们表明如果 J1010+2358 仅从大质量 PISN 继承了 <70% 的金属，则无法对 Pop III IMF 施加进一步限制。相反，如果 J1010+2358 被证实为近乎纯（>90%）的 PISN 后代，它将对 Pop III IMF 提供强有力且互补的限制，排除最陡峭和最重底的 IMFs：$m_{\rm ch}/{\rm M_\odot} < 143.21x - 225.94$。我们的工作表明，即使是单次探测到纯 PISN 后代，对于理解第一代恒星的质量分布也可能至关重要。