Searches for Population III Pair-Instability Supernovae: Impact of Gravitational Lensing Magnification
超亮超新星被认为是由第三星族的祖先产生的，它们以对不稳定性超新星的形式爆炸。Pop III星是宇宙中的第一代恒星，被认为形成于$z \sim 6$。未来的近红外成像设施，如ULTIMATE斯巴鲁，可以通过专门的调查来检测和识别这些PISNe。宇宙中介入结构的引力透镜可以通过将高$z$源群放大到可检测性来帮助检测这些稀有物体。我们使用ULTIMATE-Subaru进行了模拟调查，考虑了视线结构的透镜效应，以评估其对预测检测率的影响。我们比较了LOS质量重建使用观测数据从超Suprime凸轮调查的结果从宇宙学模拟，以测试它们的一致性在计算宇宙中的放大率分布高$z$，但发现，基于数据的方法仍然是有限的无法准确地表征结构超越$z \sim1.2$。我们还评估了一个调查战略，针对大规模的星系团，以利用其大面积的高放大率。我们发现，目标集群可以导致$\sim$的一个因素的增益在预测的数量检测到PISNe在$z > 5$，甚至更高的增益与增加红移，给定我们假设的调查参数。对于在$z \sim 7-9$的最高红移源，空白场巡天不会探测到任何源，而大质量星系团的透镜放大将是观察这个群体所必需的。
2019-03-05 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
Pair Instability Supernovae of Very Massive Population III Stars
对原始恒星形成的数值研究表明，宇宙中的第一批恒星可能质量非常大。恒星模型显示，初始质量为140-260 Msun的非旋转星族III恒星会以高能对不稳定超新星的形式死亡。我们提出了新的二维模拟的原始对不稳定超新星与CASTRO代码。我们的模拟比以前的多维模型更早开始，在核心崩溃的开始，捕捉任何动力学不稳定性，可能是崩溃和爆炸燃烧的种子。这种不稳定性可以通过将热灰与燃料混合来提高爆炸产量，从而加速核燃烧，并通过在早期从恒星更深处挖掘重元素来影响超新星的光谱。我们的模型网格包括蓝超巨星和红超巨星，这些事件的前身质量范围都在预期之内。我们发现，由氧和氦燃烧驱动的流体不稳定性出现在氧壳层$\sim$的上，下边界的核心反弹后20 - 100秒。在SN激波离开氦核后，由燃烧驱动的不稳定性冻结。当冲击随后传播通过氢包层时，形成强烈的反向冲击，从而驱动Rayleigh-Taylor不稳定性的增长。在红超巨星的祖先中，这些不稳定性的振幅足以混合超新星喷出物。
2014-07-16 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
On the Gamma-ray Efficiency of Superluminous Supernovae: Potential Detections and Population-Level Constraints
Stockholm University（斯德哥尔摩大学）；Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg（埃尔朗根-纽伦堡大学）；Columbia University（哥伦比亚大学）；Flatiron Institute（平顿研究所）
研究通过分析17年费米-拉特数据，发现I型超新星的伽马射线效率显著低于预测，SN 2017egm显示可能的超额，但SN 2018bsz的未探测结果排除了简单统一效率模型，提示潜在的多样性。
2026-04-17 astro-ph.CO astro-ph.HE
Incorporating Astrophysical Systematics into a Generalized Likelihood for Cosmology with Type Ia Supernovae
使用Ia型超新星（SNeIa）的传统宇宙学推论使用了Ia型超新星光变曲线的拉伸和颜色校正拟合，并假设由此产生的相对光度的基准平均值和对称的固有色散。由于系统学成为误差预算的主要贡献者，因此必须扩展超新星宇宙学分析，以包括更一般的可能性来模拟系统学，以消除精度损失的偏差。为了说明一个例子的可能性分析，我们使用一个简单的模型，两个人口的相对光度变化，独立的内在色散，和线性红移演化的相对分数的每个人口。使用单种群模型处理观测上可行的双种群模拟数据导致推断的暗能量状态方程参数$w$，其对于N $ \gtrsim$ 2500 SNeIa的样本的统计误差大约为2倍。使用两群体模型对两群体数据进行建模可以消除这种偏倚，但代价是对$w$的统计约束增加了大约$\sim20\%$。这些显着的偏见可以实现，即使支持两个潜在的SNeIa人群，在模型选择标准的形式，是不确定的。根据目前观测估计的两个拟议种群之间的差异，需要N $ \gtrsim$ 10，000 SNeIa的样本才能得出两个种群的结论性证据。
2016-10-14 astro-ph.CO
Stretch to stretch, dust to dust: lower-value local $H_{0}$ measurement from two-population modelling of type Ia supernovae
本文对Pantheon+的Ia型超新星进行双族群贝叶斯分层建模，区分内禀属性与尘埃消光并重新匹配校准样本，得到更低的局域H_0，将其与Planck结果的差异缩小30%–50%。
2025-09-04 astro-ph.CO astro-ph.GA
Supermassive Population III Supernovae and the Birth of the First Quasars
早在z ~ 7就存在超大质量黑洞是宇宙学结构形成中尚未解决的重大问题之一。一个主要的理论认为，它们是在z ~ 15原星系中强莱曼-维尔纳紫外背景下的灾难性重子坍缩过程中诞生的。在这样的星系中，原子谱线冷却将重子碎片化为巨大的团块，这些团块被认为会直接坍缩成10^4 - 10^5个太阳质量的黑洞。我们现在已经发现，其中一些碎片可以变成超大质量恒星，最终爆炸为能量为~ 10^55尔格的对不稳定超新星，这是宇宙中能量最高的爆炸。我们用Los Alamos程序和SPECTRUM程序计算了超大质量Pop III PI SNe的光变曲线和光谱。我们发现，它们将在Euclid到z ~ 10 - 15以及WFIRST和WISH到z ~ 15 - 20的近红外全天空巡天中可见，这可能揭示了第一类类星体的诞生地。
2013-09-13 astro-ph.CO
Assessing the Observability of Hypernovae and Pair-Instability Supernovae in the Early Universe
宇宙中第一批（第三星族）恒星的时代基本上不受观测的限制。从这个时候开始，超亮和大质量的恒星改变了宇宙的化学性质，提供了辐射支架来支持第一个原星系的形成，并促进了现在的超大质量黑洞的产生和成长。不幸的是，因为这些恒星实际上位于可观测宇宙的边缘，它们将仍然超出下一代望远镜的范围，例如詹姆斯韦伯太空望远镜和30米望远镜。在本文中，我们提供了超新星建模和第一颗恒星的入门知识，使我们的讨论对那些新的或在我们领域之外的人来说是容易的。我们回顾了洛斯阿拉莫斯超新星光变曲线项目和杨百翰大学最近的工作，以探索通过观测第一批恒星壮观的死亡来探测这个时代的可能性。我们发现，许多这样的辉煌超新星爆炸将可观察到远在宇宙的当前年龄的$\sim 99$ %，跟踪原始恒星形成率和它们的原星系在天空中的位置。对第三星族超新星的观测将是未来十年观测天文学中最引人注目的发现之一。
2015-03-27 astro-ph.CO astro-ph.HE
The impact of ultraviolet suppression on the rates and properties of strongly lensed Type IIn supernovae detected by LSST
School of Physics and Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学物理与天文学学院）；Department of Astrophysics, University of Vienna（维也纳大学天体物理学系）；Astrophysics Research Centre, School of Mathematics and Physics, Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学数学与物理学院天体物理学研究中心）；Oskar Klein Centre, Department of Physics, Stockholm University（斯德哥尔摩大学物理系奥萨尔·克莱因中心）；Institute of Cosmology and Gravitation, University of Portsmouth（朴茨茅斯大学宇宙学与引力研究所）
本研究探讨了紫外线抑制对LSST检测强引力透镜Ia型II型超新星的影响，发现实际紫外不足导致检测数量减少，但仍有部分超新星可被早期检测并用于光谱学后续观测。
2025-04-20 astro-ph.CO astro-ph.HE
Populations of Supersoft X-ray Sources: Novae, tidal disruption, Type Ia supernovae, accretion-induced collapse, ionization, and intermediate-mass black holes?
对外星系中数百个超软X射线源（SSS）的观测揭示了该类源的多样性和源的性质。SSS与Ia型超新星和吸积诱导的坍缩、超亮X射线源和黑洞、星际介质的电离以及超大质量黑洞引起的潮汐破坏的物理学有关。这类SSS有一个扩展到更高的光度：超亮SSS的光度超过10^39 erg/s。还有一个更高能量的延伸：准软X射线源（QSS）发射能量高于1 eV的光子，但很少或没有能量高于2 keV的光子。最后，在外部星系中发现的SSS中有很大一部分在观测之间切换状态，成为准软或硬。对于许多系统来说，“超软”指的是一个临时状态; SSS是源，可能包括各种根本不同的系统类型，通过这种状态。我们回顾这些结果来自河外的数据和相关的理论工作，是最令人惊讶的，并建议未来的研究方向。
2009-09-10 astro-ph.CO
Euclid detectability of pair instability supernovae in binary population synthesis models consistent with merging binary black holes
本文基于双星布居模型，推导了欧几里德空间望远镜运行期间对不稳定超新星（PISNe）的预期探测数。我们的模型再现了全球最大的率在初级BH质量的$\sim 9-10$ $M_\odot$，和整体梯度的初级BH质量分布在二进制BH合并率与最近的观察一致。我们考虑不同的PISN条件，这取决于$^{12}$ C $(α, γ)^{16}$ O反应速率。基准和$3σ$模型分别采用标准和$3σ$ -较小的反应速率。我们的基准模型预测，欧几里得探测到几个氢贫PISNe。对于$3σ$模型，如果恒星质量分布扩展到$M_{\max} = 600 M_\odot$，则Euclid预计会检测到$\sim 1$贫氢PISN，但如果是$M_{\max} = 300 M_\odot$，则预期的数量会明显变小。我们可以通过观察到的PISN率来区分基准模型和$3σ$模型。这将有助于我们限制二元BH的起源和反应速率，尽管在$M_{\max}$和反应速率之间仍然存在简并。PISN喷出物质量估计从光变曲线和光谱获得的后续观测将是重要的解开简并。
2022-12-12 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Accuracy of environmental tracers and consequence for determining the Type Ia Supernovae magnitude step
Ia型超新星（SNe Ia）是可测量的蜡烛，使我们能够测量宇宙最近的膨胀率。由于先驱物理学的不确定性，如果不适当地解释，潜在的天体物理学依赖性可能会使宇宙学测量产生偏差。超新星Ia的内在光度与其宿主星系环境的依赖关系经常被用来标准化超新星Ia的光度，并且通常被参数化为阶跃函数。该函数形式隐含地假设了SNe Ia的两个种群。在文献中，多个环境指标已被认为是，发现不同的，有时不兼容，阶跃函数振幅。我们比较这些指标的背景下，两个人口模型，根据他们的能力，区分两个人口。我们发现，本地H $α$为基础的特定恒星形成率（lsSFR）和全球恒星质量比，例如，宿主星系形态更好的示踪剂。我们表明，示踪剂的准确性可以解释之间的差异，在文献中发现的SNe Ia步骤振幅。使用lsSFR或全球质量来区分这两个群体可以解释所有其他观测结果，尽管lsSFR更受欢迎。由于lsSFR与年龄密切相关，因此我们的研究结果有利于及时和延迟的人口模型。在任何情况下，存在两个在标准化幅度上相差至少$0.121\pm0.010\,\mathrm{mag}$的群体。
2021-09-06 astro-ph.CO
Probing the stellar initial mass function with high-$z$ supernovae
第一颗超新星将很快出现在可观测宇宙的边缘，揭示第三星族恒星的诞生地。随着即将进行的近红外任务，对高$z$超新星的可探测性进行广泛的分析至关重要。我们结合宇宙学和辐射输运模拟，仪器规格，和调查策略，创建合成的原始核心崩溃，IIn型和对不稳定超新星的观测与詹姆斯韦伯太空望远镜（$JWST$）。我们表明，一个专门的观测活动与$JWST$可以检测到$\sim 15$对不稳定爆炸，$\sim 300$核心坍缩超新星，但不到一个IIn型爆炸每年，这取决于人口III恒星形成的历史。我们的综合调查还表明，$\approx 1-2 \times10^2$超新星检测，根据分类的准确性，是足以区分Salpeter和平坦的质量分布的高红移恒星的置信水平大于99.5%.We讨论了样品的纯度如何影响我们的结果和如何监督学习方法可能有助于区分CC和PI SNe。
2015-10-15 astro-ph.CO
Finding the First Cosmic Explosions. III. Pulsational Pair-Instability Supernovae
第三星族超新星一直是人们越来越关注的焦点，因为它们有可能直接探测第一批恒星的性质，特别是在可观测宇宙边缘可以看到的最具能量的事件。但直到现在，大质量恒星中的爆炸性热核燃烧未能使它们脱离束缚，但可以将它们的外层喷射到太空中的成对脉动超新星，在最早的红移中被忽视为宇宙信标。这些壳层后来会发生碰撞，像IIn型超新星一样，在紫外线下产生高红移的超亮事件，这些事件可以在今天的近红外线中检测到。我们提出了一个110 M的$_{\odot}$对脉动爆炸与洛斯阿拉莫斯辐射流体动力学代码ESTA的数值模拟。我们发现，连续对脉动之间的碰撞是可见的，在近红外到z $\sim$ 15 - 20，可以探测宇宙黎明时最早的恒星星族。
2013-12-25 astro-ph.CO
The luminosity of supernovae of type Ia from TRGB distances and the value of H_0
星系晕星族中的红巨星分支（TRGB）顶端的距离-通过RR Lyr星校准，并与依巴谷星相关联，并得到恒星模型的进一步支持-用于确定附近六颗Ia型超新星（SN 2011 fe，2007 sr，1998 bu，1989 B，1972 E和1937 C）的光度。结果是M_V_corr = -19.41 +/-0.05。如果将这个值应用于速度为3000< v <20，000 km/s的62 Ia超新星，则哈勃常数的大尺度值为H_0 = 64.0 +/- 1.6 +/- 2.0。SN HST项目从10个Cepheid校准的SNe Ia中得出H_0 = 62.3 +/- 1.3 +/- 5.0（Sandage等人，2006）。年轻的人口I（造父变星）和老，金属贫人口II（TRGB）距离指标的协议是令人满意的。合并加权结果为H_0 = 63.7 +/- 2.3（即+/-3.6%）。该结果也可以与WMAP 5数据相一致（Reid等人，2010年）。
2012-08-24 astro-ph.CO
The Host Galaxies of High Velocity Type Ia Supernovae
本文研究近邻高速 Ia 型超新星的宿主星系，发现其整体恒星族群性质与低速样本无显著差异，但更集中于宿主中心，提示局地环境可能不同。
2024-05-08 astro-ph.CO astro-ph.HE
Confined Population III Enrichment and the Prospects for Prompt Second-Generation Star Formation
人们普遍认为，第一颗第三星族超新星的核合成产物是决定后续恒星世代特征的催化剂。大多数关于最早期浓缩的工作都是假设第一批恒星质量极大，并且相关的超新星能量异常高，足以完全解开宿主宇宙微晕中的重子，并将合成的金属分散到星系际介质中。然而，最近的研究表明，第一批恒星实际上可能质量较小，其特征质量尺度为几十个太阳质量。我们提出了一个宇宙学模拟运输的第三族超新星合成的金属，假设它有一个能量为1 e51尔格，与标准的II型超新星兼容。一个年轻的超新星遗迹被插入在第一颗恒星的遗迹HII地区的自由膨胀阶段，并遵循40万年采用自适应网格细化和拉格朗日示踪粒子技术。超新星遗迹仍然部分被困在迷你晕和薄雪犁壳发展明显的不稳定性和指状。大约有一半的喷出物转向并落回晕的中心，其中1%的喷出物在3万年内到达中心，10%在1万年内到达中心。返回的喷出物和从宇宙网进入晕中心的原始细丝的平均金属丰度为0.001 - 0.01 Z_sun，但两者保持不混合，直到吸积到中央流体静力学核心上，在模拟结束时尚未解决。我们的结论是，如果第三星族恒星的极端质量较小，它们会迅速用金属富集宿主的小晕，并引发第二星族恒星的形成。
2015-05-01 astro-ph.CO astro-ph.HE
Caltech Core-Collapse Project (CCCP) Observations of Type II Supernovae: Evidence for Three Distinct Photometric Subtypes
我们目前的R波段光变曲线的II型超新星（SNe）从加州理工学院核心塌陷项目（CCCP）。除了相互作用（IIn型）SNe和具有长上升时间的罕见事件之外，我们发现大多数光曲线形状属于三种不同类型之一：平台期、缓慢下降和快速下降事件。最后一类仅由IIb型SNe组成，其呈现与SNe Ib相似的光变曲线形状，这可能表明类似的祖通道。我们没有发现任何中间的光变曲线，这意味着这些子类不太可能反映连续参数的变化，而是可能导致物理上不同的祖先系统，加强建议的二元起源至少有一些剥离SNe。我们发现SNe IIP有一个很大的平台光度范围，而平台长度在大约100天时似乎相当均匀。随着对更多CCCP数据的分析和更大样本的收集，堆芯坍塌SNe的人口统计学研究可能会继续为祖先情景提供新的限制。
2012-06-15 astro-ph.CO astro-ph.SR
Integral field spectroscopy of supernova explosion sites: constraining mass and metallicity of the progenitors -- II. Type II-P and II-L supernovae
利用积分场光谱学已经观测到了附近星系中II-P和II-L型超新星的13个爆炸点，使得对爆炸点的空间和光谱研究成为可能。我们利用同时代超新星祖先星的母恒星星族的性质来推导它的金属丰度和初始质量（c.f. Paper I）。母恒星星族的光谱通过强线方法得到金属丰度的估计，并通过与简单的恒星星族（SSP）模型的比较得到年龄。这些金属丰度和年龄参数被采用的祖星。通过与恒星演化模型的比较，利用恒星的年龄或寿命来推导恒星的初始质量。利用这种技术，我们能够确定我们样品中SN祖细胞的金属丰度和初始质量。我们的结果表明，一些II型超新星的祖先可能是质量与SN Ib/c祖先相当的恒星。
2013-06-10 astro-ph.CO
Core-Collapse Supernovae and Host Galaxy Stellar Populations
我们使用斯隆数字巡天的图像和光谱来检查附近519颗超新星的宿主星系。爆炸地点的颜色、化学丰度和宿主星系的特定恒星形成率为每种超新星类型的起源提供了间接证据。我们分别研究了SN II、SN IIn、SN IIb、SN Ib、SN Ic和SN Ic（SN Ic-BL）。对于有多个光谱纤维的宿主星系，我们选择与SN的主径向偏移最相似的纤维。Ic型超新星在小的主恒星偏移处爆炸，它们的主恒星中心附近有异常强烈的恒星形成、富含金属和尘埃的恒星星族。SN Ic-BL和SN IIb在异常蓝色的位置爆炸，并且在我们的样品中，我们发现SN Ic-BL的宿主光谱显示出比SN Ic更低的平均氧丰度。SN IIb宿主光纤光谱也比SN Ib更贫金属，尽管两个强线诊断中仅存在一个显着差异。SN Ic-BL宿主星系的发射线显示出很强的中心特定恒星形成率。相比之下，我们没有发现强有力的证据，不同的环境SN IIn相比，网站的SN II。由于我们的超新星样本是由各种来源构成的，因此采样方法总是存在产生误导性结果的风险。我们已经将有针对性的调查发现的超新星与星系公正搜索发现的超新星分开，以研究这些问题，并表明我们的结果并不敏感地依赖于发现技术。
2012-10-19 astro-ph.CO
Population III Hypernovae
第三族超新星最近越来越受到人们的关注，因为它们有可能直接探测第一批恒星的性质，特别是在可观测宇宙边缘附近可见的最具能量的事件。但到目前为止，超新星，异常活跃的Ib/c型超新星，有时与伽马射线暴有关，一直被忽视为最高红移的宇宙信标。在这篇文章中，最新的一系列研究人口III超新星，我们目前的数值模拟25 - 50 M $_{\odot}$超超新星和他们的光变曲线所做的洛斯阿拉莫斯国家实验室和光谱代码。我们发现，它们将在z = 10 - 15的詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）和z = 4 - 5的宽视场红外巡天望远镜（WFIRST）可见，跟踪第一个星系和宇宙再电离结束时的恒星形成率。然而，如果超新星撞上了它的祖先喷射出的致密壳层，预计会发生一个超亮事件，可能会在z ~ 20处看到，在第一代恒星中。
2015-10-14 astro-ph.CO
Environmental Dependence of Type Ia Supernovae in Low-Redshift Galaxy Clusters
基于102颗低红移X射线选星系团SNe Ia，研究利用SALT3光变曲线拟合发现内部星系团环境中快速演化SNe Ia占比显著更高，表明恒星族群年龄主导该环境差异。
2024-12-03 astro-ph.CO astro-ph.HE
Integral field spectroscopy of supernova explosion sites: constraining mass and metallicity of the progenitors - I. Type Ib and Ic supernovae
利用UH 88/SNIFS和Gemini-N/GMOS获得了邻近星系中11个Ib/c型超新星爆发点的积分场谱。积分场光谱的使用使我们能够获得爆炸现场的空间和光谱信息，允许识别超新星祖星的母恒星星族。母星族的光谱通过强线方法提供金属丰度测定，并通过与简单的恒星星族（SSP）模型比较获得年龄估计。我们采用这些信息作为超新星祖先的金属丰度和年龄，假设它与母恒星星族是同时代的。恒星的年龄与其寿命相对应，从而给出了其初始质量的估计。用这种方法，我们能够确定Ib型和Ic型超新星的祖星的金属丰度和初始（ZAMS）质量。我们发现，平均而言，SN Ic爆炸地点比SN Ib地点更富含金属和更年轻。由母恒星星族年龄得到的原始恒星质量表明，SN Ic比SN Ib有更多质量的原始恒星。此外，我们还发现一些SN祖先的质量小于~25 Msun，这表明它们可能是在一个近距离双星系统中的恒星，通过双星相互作用失去了它们的外层，产生Ib/c超新星，而不是单个的沃尔夫-拉叶星。这些发现支持了目前的建议，即二元和单一的祖通道都在产生Ib/c型超新星。这项工作也证明了积分场光谱学在调查超新星环境和活跃的恒星形成区域的力量。
2013-05-06 astro-ph.CO astro-ph.SR
First Light Sources at the End of the Dark Ages: Direct Observations of Population III Stars, Proto-Galaxies, and Supernovae During the Reionization Epoch
宇宙黑暗时代是一个神秘的时期，在此期间，原始气体开始凝结并最终形成第一批恒星。虽然这些开端长期以来一直是理论上感兴趣的话题，但直到最近，技术才开始允许对这个时代的观测洞察力。许多问题围绕着恒星在无金属气体中的形成和星系际介质中金属积累的历史：（1）在原始（无金属）气体中形成的第一个恒星和星系源的性质是什么？(2)第三星族（无金属）恒星形成的时代是什么时候发生的，持续了多长时间？(3)对于第一批恒星和星系，恒星的初始质量函数是否有很大的不同？这些问题都是理论研究的活跃领域。然而，通过直接探测第三星族恒星形成的新的观测限制对于回答围绕星系如何形成以及宇宙的宇宙学性质如何影响其所包含的物体的更广泛问题取得进展至关重要。
2009-02-26 astro-ph.CO astro-ph.IM
A Pilot Search for Population III Supernova Candidates in the Spitzer/IRAC Dark Field
我们已经进行了一个系统的搜索候选超新星从高红移第三族恒星在一个领域，已观察到重复成像的节奏为2-3周，超过2.2年的基线，斯皮策/IRAC暗场。各个时期在IRAC通道1（3.6 μ m）中达到1 μ m的典型5-sigma深度。需要至少四个历元的覆盖范围，搜索的总有效面积为214平方弧分。这些数据的前所未有的深度和多时代的性质使其成为探测瞬变物体的第一次尝试的理想选择，这些瞬变物体可能是来自原始金属丰度第一恒星的候选发光对不稳定超新星。在广泛的时间范围内进行搜索，允许假定候选人的光曲线平台期的不同持续时间。所有候选人都通过检查斯皮策成像数据以及整个领域的深层HST/ACS F814 W成像进行了审查。虽然发现了许多具有斯皮策变率的解析源天体，但没有瞬变天体可以被确定为高红移超新星候选者。由此产生的95%的置信水平上限为23/平方度/年，与高原时间尺度下的400/（1+z）天和亮度以上的源~1 uJy。
2009-05-27 astro-ph.CO
Supernovae and extragalactic astronomy with laser guide star adaptive optics
利用最新一代的自适应光学成像系统，以及8米级望远镜上的激光导星，我们终于揭示了星爆星系中以前隐藏的超新星种群。找到这些超新星并测量尘埃的吸收量对于准确追踪我们宇宙的恒星形成历史至关重要。我们的宿主星系图像是有史以来从地面获得的最清晰的图像之一，并揭示了这些星系如何以及为什么以如此惊人的速度形成大质量恒星（成为超新星）。
2014-08-04 astro-ph.CO astro-ph.SR
Subluminous Type Ia Supernovae at High Redshift from the Supernova Legacy Survey
使用超新星遗产巡天的数据给出了亚发光Ia型超新星的速率演化。这个子样本代表了观测到的Ia超新星（SN Ia）群体的微弱和快速下降的光变曲线，这里定义为低拉伸值（s<0.8）。直到红移z=0.6，我们发现了18个光度鉴定的亚发光Ia型超新星，其中6个有光谱红移（3个是光谱确认的Ia型超新星）。亚发光体积速率的演化是恒定的或随红移略有下降，与正常拉伸人口的增加的超新星Ia速率相反，尽管没有最终排除上升的行为。亚发光样品主要是在早期型星系中发现的，很少或没有恒星形成，因此速率演化与星系质量相关的行为是一致的：$r(z)=A\times M_g$，每年的$A=(1.1\pm0.3)\times10^{-14}$ SNe和太阳质量。
2010-11-19 astro-ph.CO
Constraining LTB models with JLA supernovae and BAO
在目前的工作中，我们约束三个不同的配置文件的Lemaetre-Tolman-Bondi模型使用超新星Ia型和重子声学振荡的数据。我们通过仔细校准适当的非均匀背景动力学中的超新星来改进文献中的常见做法。此外，我们解决微妙的问题，以传播原始BAO规模到现在的时代。BAO+SNIa的组合分析为这些模型提供了严格的检验。我们使用两种不同的参数估计方法，即$χ^2$和完全似然函数。有人认为，这两种方法是不等价的，实际上，我们的分析显示了它们偏离的一个具体例子。
2016-03-16 astro-ph.CO
Relative frequencies of supernovae versus properties of spiral hosts
在这项工作中，我们提出了一个分析的SNe数比在螺旋星系不同的形态亚型，光度，sSFR，和金属丰度，提供重要的信息的物理性质的祖先人口。
2014-09-27 astro-ph.CO astro-ph.GA
Diffuse Gas in Galaxies Sheds New Light on the Origin of Type Ia Supernovae
我们测量了被动演化（“退休”）星系中HeII $λ$ 4686星云发射的强度，旨在限制它们的热吸积白矮星（WD）在Ia型超新星（SNe Ia）的单简并（SD）场景中的人口。在SD方案中，WD燃烧从伴星吸积的富氢物质，它成为电离紫外线辐射的强大来源。如果在星系中存在大量这样的辐射源，那么在星际介质中HeII的复合谱线中会有很强的辐射。为了验证这一猜想，我们从斯隆数字巡天中选取了11500个恒星年龄>1 Gyr、没有活动星系核活动迹象的发射线星系，并将它们的光谱加入到恒星星族年龄的仓中。我们首次在退休星系中探测到HeII $λ$ 4686星云辐射，发现它明显弱于SD方案中的预期，特别是在最年轻的年龄段（1-4 Gyr），那里的超新星Ia速率最高。相反，所观察到的HeII $λ$ 4686星云发射的强度是一致的后渐近巨型分支星是唯一的电离源，在所有年龄箱。这些结果限制了光球温度（$T_{\rm eff}$）在~（1.5-6）$\cdot 10^5$ K范围内的吸积WD的数量，使其不超过观测到的超新星Ia速率的~5-10%。相反，如果Ia型超新星的所有WD祖细胞都经历了$T_{\rm eff}$ ~（1.5-6）$\cdot 10^5$ K的稳定核燃烧阶段，那么在这个阶段，它们的质量增加不会超过~0.03 $M_\odot$。
2014-05-27 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Finding the First Cosmic Explosions I: Pair-Instability Supernovae
第一批恒星是原始星系形成、早期宇宙学再电离和化学富集以及超大质量黑洞起源的关键。不幸的是，尽管它们的亮度非常高，但在未来几十年内，个别的第三星族恒星可能仍然无法直接观测到。然而，它们的性质可以通过超新星爆炸来揭示，这可能很快就会被新一代的近红外天文台如JWST和WFIRST探测到。我们目前的光变曲线和光谱的Pop III对不稳定超新星计算与洛斯阿拉莫斯辐射流体动力学代码。我们的数值模拟占爆炸与现实的拱星信封的相互作用，信封的不透明度，和莱曼吸收中性IGM在高红移，所有这些都是至关重要的计算第一次宇宙爆炸的近红外签名。我们发现JWST将在z > 30的范围内探测到对不稳定超新星，WFIRST将在z ~ 15 - 20的全天巡天中探测到它们，LSST和Pan-STARRS将在z ~ 7 - 8发现它们。这些古老爆炸的发现将探测第一批恒星星族，并揭示原始星系的存在，否则可能不会被发现。
2013-09-05 astro-ph.CO
Superluminous supernovae
本文综述了超亮超新星的观测特性与四种主要光度来源模型，指出未来高红移巡天发现将有助于揭示其本质。
2024-07-18 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.SR
How Population III Supernovae Determined the Properties of the First Galaxies
本文通过高分辨率辐射流体动力学模拟发现，顶重 Pop III 初始质量函数产生的超新星遗迹释放更多金属，促进气体冷却并加速第一代星系中 Pop II 恒星的形成，且证明极贫金属恒星并非最原始星系的典型代表。
2024-02-13 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
A New Statistical Model for Population III Supernova Rates: Discriminating Between $Λ$CDM and WDM Cosmologies
随着新的观测设施即将投入使用，发现和描述来自第一批恒星的超新星将为宇宙黑暗时代的结束开辟另一个观测窗口。基于早期恒星形成的半解析合并树模型，我们限制了星族III超新星的速率。我们发现，我们的方法再现人口III超新星率的大规模宇宙学模拟非常好。我们的计算效率高的模型使我们能够调查一个大的参数空间，并探索广泛的不同的情况下，人口III恒星形成。我们的计算表明，第一次超新星的观测可以用来区分冷和暖暗物质模型，并限制后者相应的粒子质量。我们的预测还可用于优化调查策略，目标是最大限度地提高超新星检测率。
2016-09-19 astro-ph.CO astro-ph.GA
Early-type Host Galaxies of Type Ia Supernovae. I. Evidence for Downsizing
Ia型超新星（SN Ia）宇宙学为暗能量的存在提供了最直接的证据。这一结果是基于这样的假设，即经过光变曲线校正后，Ia超新星光度的回顾时间演化可以忽略不计。然而，最近的研究表明，超新星Ia的哈勃残差（HR）与宿主星系的质量和形态相关，这意味着超新星Ia的光度可能依赖于宿主星系的性质。为了更直接地研究这一点，我们已经开始了光谱调查的早型宿主星系，人口年龄和金属丰度可以更可靠地确定从吸收线。作为该系列的第一篇论文，本文介绍了南半球27个邻近主星系的高信噪比（>100/像素）光谱的结果。在宿主星系研究中，我们首次发现宿主星系质量（速度色散）和人口年龄之间存在显著（~3.9sigma）相关性，这与非宿主早型星系的“缩小”趋势一致。这一结果对种群综合模型的选择是相当不敏感的。由于我们没有发现与金属丰度的相关性，我们的结果表明，恒星星族年龄是决定恒星质量与HR关系的主要因素，如果得到证实，这将意味着光度演化在超新星宇宙学的系统不确定性中起着重要作用。
2016-01-20 astro-ph.CO astro-ph.GA
Early-type Host Galaxies of Type Ia Supernovae. II. Evidence for Luminosity Evolution in Supernova Cosmology
暗能量存在的最直接和最有力的证据是由Ia型超新星对星系距离的测量提供的。这个结果是基于这样的假设，即通过经验标准化校正的Ia超新星亮度不会随着回顾时间而变化。然而，最近的研究表明，Ia超新星的标准亮度与宿主形态、宿主质量和局部恒星形成率（SFR）相关，这表明可能与恒星星族性质相关。为了了解这些相关性的起源，我们继续我们的光谱观测，以覆盖大多数已报道的附近早期类型的宿主星系。从高质量（信噪比~175）的光谱，我们得到了最直接和可靠的估计人口年龄和金属丰度的这些宿主星系。在99.5%的置信水平上，我们发现SN光度（标准化后）和恒星星族年龄之间存在显著的相关性。因此，这是有史以来对超新星Ia光度演化所做的最直接和最严格的测试。基于这一结果，我们进一步表明，以前报道的相关性与主机形态，主机质量，和当地的SFR是最有可能起源于人口年龄的差异。这表明Ia型超新星群体使用的光变曲线拟合器不太能够校正人口年龄效应，这将不可避免地导致回顾时间的严重系统偏差。值得注意的是，从表面上看，用于发现暗能量的大多数哈勃残差似乎受到光度演化的影响。
2020-01-18 astro-ph.CO astro-ph.GA
The Contribution of Supernovae to Cosmic Reionization
虽然恒星被广泛讨论为使宇宙再电离的高能光子的来源，但在这种情况下，另一个电离光子的来源也必须有助于再电离，这是标志着大质量恒星生命结束的超新星（SNe）。在这里，我们估计SNe和恒星的相对贡献，再电离。虽然电离光子在SN冲击中产生的速率远低于它们由恒星产生的速率，但从SNe发射的辐射的较硬光谱导致SN产生的光子相对于恒星光子的逃逸分数增强。特别是，沿着星系外给定的视线，我们发现当中性氢柱密度N_H >~10^18 cm^-2时，SNe对再电离的贡献大于恒星。利用文献中的模拟结果，我们发现，整体（视线平均）SNe冲击产生的电离光子逃逸分数大于恒星光子逃逸分数的一个因素的\simeq 4到\simeq 7，取决于金属丰度的恒星星族。总的来说，我们的研究结果表明，SNe的效果是提高了约10%的恒星源再电离的氢的分数。我们简要地讨论了我们的研究结果的人口负责星系再电离的影响。
2011-11-08 astro-ph.CO
Improved Treatment of Host-Galaxy Correlations in Cosmological Analyses With Type Ia Supernovae
改进Ia型超新星（SNIa）作为标准烛光的使用需要更好的方法来结合SNIa和其宿主星系之间的关系。使用光谱确认的样本$\sim$ 1600 SNIa，我们开发的第一个经验模型的基本人口SNIa光变曲线的属性，包括其对宿主星系恒星质量的依赖。这些群体是模拟的重要输入，用于模拟选择效应和校正BEAMS与偏差校正（BBC）框架内的距离偏差。在这里，我们改进BBC也占SNIA主机的相关性，我们验证这种技术的模拟数据样本。我们恢复SNIa光度和宿主星系恒星质量（质量步骤，$γ$）之间的输入关系，在0.004马格西，这是一个因素的5比以前的方法，在${\sim}0.02$的$γ$ -偏差的结果改善。我们适应BBC的一种新的灰尘为基础的模型的内在亮度变化，这导致在一个大大减少的质量步骤的数据（$γ= 0.017 \pm 0.008$），和模拟（$γ=0.006 \pm 0.007$）。分析模拟SNIa，暗能量状态方程，$w$的偏见，从$Δw = 0.006(5)$到$0.010(5)$与我们的新BBC方法不同，这些偏见是显着小于$0.02(5)$ $w$ -偏见使用以前的BBC方法，忽略SNIa主机的相关性。
2021-02-02 astro-ph.CO
Core-Collapse Supernovae from the Palomar Transient Factory: Indications for a Different Population in Dwarf Galaxies
我们使用的第一个汇编的72个核心坍缩超新星（SNe）从帕洛玛瞬态工厂（PTF）研究他们观察到的子类型分布在矮星系相比，巨大的星系。我们的样本是迄今为止收集的最大的单次调查、非目标、光谱分类、同质的核心坍缩事件集合，跨越了很宽的宿主星系光度范围（低至M_r ~ -14等），包括相当大一部分（>20%）的矮（M_r ≥-18等）宿主星系。我们在矮星系中发现了比预期更多的核心坍缩SNe，并出现了一些有趣的趋势。我们使用详细的子分类剥离信封核心崩溃SNe和发现，所有的I型核心崩溃事件发生在矮星系要么SNe Ib或宽线SNe Ic（SNe Ic BL），而“正常”SNe Ic占主导地位的巨型星系。我们还看到一个显着过剩的SNe IIb在矮主机。我们假设，在较低的金属丰度主机，金属驱动的质量损失减少，允许大质量的恒星，将出现在“正常”的SNe Ic在金属丰富的星系保留一些他和H，爆炸Ib/IIb事件。与此同时，另一种机制允许一些恒星经历大范围的剥离并爆炸为SNe Ic-BL（可能也是长持续时间的伽马射线暴）。我们的结果仍然受到小数统计的限制，我们在矮和巨宿主中观测到的N（Ib/c）/N（II）数比（分别为0.25 - 0.15 ^{+0.3}和0.23 - 0.08 ^{+0.11}; 1 sigma不确定度）与以前的研究和理论预测是一致的。随着更多PTF数据的积累，更强大的统计分析将成为可能…
2010-07-29 astro-ph.CO astro-ph.SR
Runaway stars as progenitors of supernovae and gamma-ray bursts
当一颗核心坍缩的超新星发生在双星系统中时，幸存的恒星以及从SN中出现的致密残骸可能会达到相当大的空间速度。在太阳和太阳金属丰度的五分之一的二进制人口合成模型，我们预测这样的逃逸恒星或双星的速度。我们编译预测失控OB星，红超巨星和沃尔夫-拉叶星。对于那些经历了第二次恒星爆炸的恒星或双星，我们计算它们的进一步演化和直到II型或Ibc型SN或长或短伽马射线暴发生的距离。我们发现我们预测的OB逃逸星的人口大致匹配的恒星的观察人口，但要匹配最快的观察WR逃逸星，我们需要黑洞接收不对称踢形成。我们发现，在太阳的金属丰度Ic型SN的祖先比其他SN类型的祖先旅行更短的距离，因为他们通常是更大的质量，从而具有较短的寿命。IIP SN型在太阳金属丰度下的平均飞行距离为48 pc。在考虑假设长伽玛暴的祖先是经历准均匀演化的自旋二级星的后果时，我们发现这种演化对失控WR星的种群有着巨大的影响，大约30%的伽玛暴可能发生在距离其初始位置100秒差距或更多的地方。我们还考虑了由中子星和/或黑洞组成的双致密天体双星的合并。我们发现最常见的可见合并类型是中子星--黑洞合并，大约是中子星--中子星合并的十倍。我们还发现，可能有一群低速的中子星，它们是从双星系统中喷射出来的，而不是由它们自己的出生踢。
2011-03-09 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.SR
