[論文レビュー] Galaxy Evolution and the Cosmic Rate of Supernovae

Piero Madau|arXiv (Cornell University)|Jan 2, 1998

Gamma-ray bursts and supernovae被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、観測された星形成歴を用いて、宇宙における超新星発生率（Ia型およびII型）をモデル化し、超新星頻度と銀河進化を結びつける。今後の望遠鏡、たとえば次世代宇宙望遠鏡（Next Generation Space Telescope）では、1<z<4の範囲で1フィールドあたり年間約20個のII型超新星が検出可能であり、中赤方偏移域の超新星調査が星形成率の進化とIa型超新星の前身星系を解明する強力な手段であることを示している。

ABSTRACT

Ongoing searches for supernovae (SNe) at cosmological distances have recently started to provide a link between SN Ia statistics and galaxy evolution. In this talk I will use recent estimates of the global history of star formation to compute the theoretical Type Ia and Type II SN rates as a function of cosmic time. I will compare the predicted values with the rates observed in the range 0

研究の動機と目的

• 宇宙における星形成の歴史と超新星発生率を結びつけること。
• 赤方偏移範囲0<z<0.4における理論的超新星発生率を観測された発生率と照合すること。
• 中赤方偏移域の超新星観測が星形成率の進化およびIa型超新星の前身星モデルを制約できることを示すこと。
• 次世代宇宙望遠鏡などの今後の望遠鏡によるII型超新星の検出可能性を予測すること。

提案手法

• 最新の宇宙星形成歴の推定値を用いて、Ia型およびII型超新星の理論的発生率を計算する。
• 白色矮星の前身星に基づく遅延時間分布をIa型超新星に仮定する。
• 宇宙時間にわたる星形成の観測的制約から、星形成率の進化を導出する。
• 理論的発生率を0<z<0.4の赤方偏移範囲における観測発生率と比較し、モデルの妥当性を検証する。
• 次世代宇宙望遠鏡が高赤方偏移超新星をどの程度感度よく検出できるかを、モデルを用いて推定する。
• 標準的な宇宙論的パラメータを仮定し、超新星検出確率には光度関数アプローチを用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 星形成歴に基づいて、理論的Ia型およびII型超新星発生率はどのように宇宙時間とともに変化するか？
• RQ2 0<z<0.4における観測された超新星発生率は、星形成データからの理論的予測とどの程度一致するか？
• RQ3 中赤方偏移域の超新星調査は、星形成率の進化にどの程度の制約を加えることができるか？
• RQ4 次世代宇宙望遠鏡では、1<z<4の範囲でII型超新星の検出頻度はどの程度になるか？
• RQ5 超新星発生率は、Ia型超新星の前身星系の性質をどのように示唆するか？

主な発見

• 星形成歴から計算された理論的Ia型およびII型超新星発生率は、0<z<0.4における観測発生率と良好に一致する。
• 中赤方偏移域における超新星頻度の正確な測定が、星形成率の進化を解明する上で貴重なプローブであることが示された。
• モデルは、次世代宇宙望遠鏡が1<z<4の赤方偏移範囲で1フィールドあたり年間約20個のII型超新星を検出できると予測している。
• 理論と観測の整合性は、超新星発生率を銀河進化を研究するためのツールとして用いる価値があることを支持する。
• 結果から、中赤方偏移域の超新星調査がIa型超新星の遅延時間分布を制約できることが示唆された。
• 本研究は、今後の高赤方偏移域超新星調査が、星形成の宇宙的歴史および超新星前身星系を理解する上で重要であることを強調している。