研究目的
为了评估利用詹姆斯·韦伯太空望远镜观测哈勃前沿场星系团后方强引力透镜超新星的前景，旨在通过测量时间延迟来独立估算哈勃常数。
研究成果
研究表明，詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）特别是使用F150W滤光片时，能在哈勃前沿场星系团中探测到大量强引力透镜超新星，其中阿贝尔1689星系团最具观测前景。这为通过测量时间延迟来独立估算哈勃常数提供了可行方法，有助于解决当前该数值存在的差异问题。建议未来利用下一代望远镜进行光谱后续观测以深化研究成果。
研究不足
该研究仅考虑具有光谱红移的星系，可能低估了可探测超新星的数量。透镜模型的放大率存在约10-15%的不确定性，且模拟基于特定观测参数（例如每年4次观测、每次1小时曝光），可能无法涵盖所有可能情况。时间延迟为预测值而非直接测量值，其准确性依赖于模型精度。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用引力透镜模型（GLAFIC和Lenstool）预测星系团后方多重成像星系的放大率和时间延迟。通过模拟超新星光变曲线评估其在JWST/NIRCam滤光片下的可探测性。
2：样本选择与数据来源：
选取哈勃前沿场星系团（Abell 2744、Abell S1063、MACS J1149.5+2223、MACS J0416.1-2403、MACS J0717.5+3745）中光谱红移低于z<4.0的背景星系。数据源包括哈勃太空望远镜测光数据和甚大望远镜/MUSE光谱数据。
3：Abell SMACS J5+MACS J1-MACS J5+3745）中光谱红移低于z<0的背景星系。数据源包括哈勃太空望远镜测光数据和甚大望远镜/MUSE光谱数据。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：配备先进巡天相机（ACS）和第三代广域相机（WFC3）的哈勃太空望远镜（HST）、搭载MUSE仪器的甚大望远镜（VLT）、配备NIRCam仪器的詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST），以及用于恒星形成率与恒星质量拟合的FAST等软件包。
4：实验流程与操作步骤：
包括获取已发表文献中的透镜模型、使用FAST估算恒星形成率与恒星质量、计算超新星发生率、模拟不同类型超新星光变曲线、根据探测阈值确定控制时间，以及汇总多重成像中的预期超新星数量。
5：数据分析方法：
统计分析涉及传播恒星形成率的不确定性，运用核心坍缩型与Ia型超新星发生率关系式，并将结果与其他星系团（如Abell 1689和Abell 370）的既往研究进行对比。
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Hubble Space Telescope
HST
NASA/ESA
Used for deep imaging of galaxy clusters in the Hubble Frontier Fields program, providing photometric data for lensing analysis and galaxy property estimation.
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James Webb Space Telescope
JWST
NASA/ESA/CSA
Simulated for future observations of lensed supernovae, specifically using the NIRCam instrument with filters like F115W and F150W to detect high-redshift SNe.
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Very Large Telescope
VLT
ESO
Used with the MUSE instrument for spectroscopic follow-up to obtain redshifts of background galaxies, improving lensing models.
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Advanced Camera for Surveys
ACS
NASA
Part of HST, used for photometric imaging in multiple bands to gather data on galaxy clusters.
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Wide Field Camera 3
WFC3
NASA
Part of HST, used for photometric imaging in multiple bands, including near-infrared, to support the HFF program.
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MUSE
MUSE
ESO
Integral field spectrograph on VLT, used for obtaining spectroscopic redshifts of galaxies behind clusters, crucial for accurate lensing models.
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NIRCam
NIRCam
NASA
Near-Infrared Camera on JWST, simulated for detecting supernovae in filters like F115W and F150W, optimized for high-redshift observations.
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FAST
FAST
University of California, Berkeley
Software package used to fit star formation rates and stellar masses from HST photometry data.
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GLAFIC
GLAFIC
Parametric lens modeling software used in one of the studies (K18) to compute magnifications and time delays for galaxy clusters.
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Lenstool
Lenstool
Parametric lens modeling software used in another study (M18) for cluster lens modeling, providing alternative predictions for magnifications and time delays.
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