天文学：重力レンズ画像における赤方偏移3にある赤色超巨星超新星の衝撃波冷却

大質量星の重力崩壊型超新星は、そのコアの崩壊に続いて生じる衝撃波が恒星の表面に到達すると、急激に明るくなる。衝撃波加熱された星はその後、膨張・冷却されるので、その初期の光度曲線は前駆天体のサイズ、つまり星の最終的な進化段階に単純に依存するはずである。初期の光度曲線からの前駆天体の半径の測定結果は、近傍の超新星のわずかなサンプルについてしか存在せず、爆発の1日以内の紫外線観測で制限が与えられた例はほとんど存在しない。しかし、銀河スケールの重力レンズによる数日の時間の遅れと増光能力は、遠方にある超新星の初期の光度曲線の測定し、それによって高赤方偏移の大質量の恒星種族を調べるための、強力な手法をもたらすはずである。今回我々は、重力レンズ効果を受けた3つの分離した像を同時に捉えた、ハッブル宇宙望遠鏡で得られた静止系で、紫外光から可視光にわたる個々の画像を解析した。これらの画像は、赤方偏移z ≈ 3にある超新星の爆発から5.8 ± 3.1時間以内に始まった初期段階を捉えている。約115億年前にさかのぼって見えているこの超新星は、Abell 370銀河団の早期型銀河によって強い重力レンズ効果を受けている。我々は、爆発前の半径が太陽の半径の533⁺¹⁵⁴₋₁₁₉倍であると絞り込んだ。この値は、赤色超巨星のものとして矛盾しない。同じ半径の密集した大質量の星周物質でもこの光度曲線を再現できるが、同様な低赤方偏移の事例が知られていないため、その可能性は低い。

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