Количество сверхновых с коллапсом ядра указало на пик звездообразования в ранней Вселенной
Международная группа астрономов представила результаты исследования, связывающего частоту сверхновых с коллапсом ядра (CCSN) с темпами звездообразования во Вселенной. Работа основана на данных, полученных космическим телескопом Джеймс Уэбб в рамках обзора JADES Transient Survey (JTS).
Учёные проанализировали наблюдаемые частоты CCSN в диапазоне красных смещений от 0 до 5 и сопоставили их с плотностями темпов звездообразования (SFRD), определёнными по ультрафиолетовому и инфракрасному излучению с учётом поправки на поглощение пылью. Оказалось, что данные хорошо согласуются для разумных диапазонов масс прародителей сверхновых.
Особое внимание в исследовании уделено влиянию начальной функции масс (IMF) звёздного населения. Даже при допущении, что IMF меняется с красным смещением, влияние на выводы оказалось умеренным. Это означает, что частота CCSN не так чувствительна к изменению IMF, как предполагалось ранее.
Используя частоту CCSN для прямой реконструкции истории звездообразования, астрономы получили максимум при красном смещении около 2. Этот результат совпадает с оценками, основанными на светимости галактик, что подтверждает надёжность метода.
Авторы также оценили долю сверхновых, которые могут быть пропущены из-за пылевого поглощения. Согласно модели, при высоких красных смещениях существенная часть CCSN скрыта пылью, особенно в слабых миллиметровых источниках. Доля таких пропущенных сверхновых растёт от умеренных значений на малых z до пика около z~2 и остаётся значительной вплоть до z~5.
Исследование демонстрирует, что наблюдения сверхновых с коллапсом ядра могут служить независимым инструментом для изучения звездообразования в ранней Вселенной, особенно в условиях, когда прямое наблюдение галактик затруднено пылевым экранированием. Полные результаты опубликованы в репозитории arXiv.
