[论文解读] Galaxy Evolution and the Cosmic Rate of Supernovae

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

Gamma-ray bursts and supernovae被引用 4

一句话总结

本文利用观测到的恒星形成历史，对宇宙中的超新星率（Ia型和II型）进行建模，将超新星频次与星系演化联系起来。结果预测，未来望远镜如下一代空间望远镜（Next Generation Space Telescope）将在1<z<4红移范围内每平方度场每年探测到约20例II型超新星，表明中等红移超新星巡天是研究恒星形成率演化和Ia型超新星前身体系统的重要探针。

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

研究动机与目标

• 将超新星率与宇宙中恒星形成的总体历史联系起来。
• 在红移范围0<z<0.4内，将理论超新星率与观测率进行对比验证。
• 证明中等红移超新星观测可约束恒星形成率的演化及Ia型超新星前身体模型。
• 预测未来望远镜（如下一代空间望远镜）对II型超新星的探测能力。

提出的方法

• 基于近期对宇宙恒星形成历史的估计，计算Ia型和II型超新星的理论超新星率。
• 模型假设Ia型超新星的延迟时间分布基于白矮星前身体。
• 从宇宙时空中恒星形成率的观测约束中推导恒星形成率的演化。
• 将预测的超新星率与0<z<0.4红移范围内的观测率进行比较，以验证模型。
• 利用模型估算下一代空间望远镜对高红移超新星的探测灵敏度。
• 分析假设标准宇宙学参数，并采用光度函数方法计算超新星探测概率。

实验结果

研究问题

• RQ1 基于恒星形成历史，理论Ia型和II型超新星率如何随宇宙时豫演化？
• RQ2 在0<z<0.4红移范围内，观测到的超新星率在多大程度上与基于恒星形成数据的理论预测一致？
• RQ3 中等红移超新星巡天对恒星形成率演化可施加何种约束？
• RQ4 下一代空间望远镜在1<z<4红移范围内预计每年每平方度场可探测到多少例II型超新星？
• RQ5 超新星率如何揭示Ia型超新星前身体系统的本质？

主要发现

• 基于恒星形成历史计算的理论Ia型和II型超新星率，在0<z<0.4红移范围内与观测率高度一致。
• 准确测量中等红移超新星频率被证明是研究恒星形成率演化的重要探针。
• 该模型预测，下一代空间望远镜在1<z<4红移范围内，每平方度场每年将探测到约20例II型超新星。
• 理论与观测的一致性支持将超新星率作为研究星系演化工具的有效性。
• 结果表明，中等红移超新星巡天可约束Ia型超新星的延迟时间分布。
• 本研究强调了未来高红移超新星巡天在理解恒星形成宇宙历史及超新星前身体系统中的重要性。