[論文レビュー] BVRI Photometry of SN 2011fe in M101

M. Richmond, H. A. Smith|arXiv (Cornell University)|Mar 19, 2012

Gamma-ray bursts and supernovae被引用数 3

ひとこと要約

本研究では、超新星SN 2011feの2.9日から182日後のBVRI光度測定を報告し、Δm₁₅(B) = 1.21 ± 0.03 magであることを確認した。これにより、SN 2011feは「通常型」のIa型超新星であると判明した。消光を補正し、距離モジュラス (m−M) = 29.10 magを用いることで、絶対等級は M_B = −19.21, M_V = −19.19, M_R = −19.18, M_I = −18.94 となり、標準的なキャンドルとされる。視覚的測定とCCD Vバンド測定との間に、色に依存する系統的ずれが認められ、SNが赤くなると視覚的推定値が暗くなる傾向がある。

ABSTRACT

We present BVRI photometry of supernova 2011fe in M101 from 2.9 to 182 days after the explosion. The light curves and color evolution show that SN 2011fe belongs to the "normal" subset of type Ia supernovae, with $Δm_{15}(B) = 1.21 \pm 0.03$ mag. After correcting for extinction and adopting a distance modulus of $(m - M) = 29.10$ mag to M101, we derive absolute magnitudes $M_B = -19.21$, $M_V = -19.19$, $M_R = -19.18$ and $M_I = -18.94$. We compare visual measurements of this event to our CCD photometry and find evidence for a systematic difference based on color.

研究の動機と目的

• SN 2011feの爆発後179日間にわたる高精度なBVRI光度測定を取得すること。
• 光曲線および色の変化を用いて、SN 2011feをIa型超新星の集団内での分類を行うこと。
• AAVSO観測者による視覚的等級推定値とCCD光度測定値を比較し、系統的差異を同定すること。
• 消光補正を行い、M101の距離モジュラス (m−M) = 29.10 magを採用した上で、絶対等級を導出すること。
• 視覚的等級推定値がCCD測定値と系統的に異なるかどうか、特にIa型超新星の標準化の文脈で、色に依存するかを調査すること。

提案手法

• RIT観測所およびMSUキャンパス観測所の望遠鏡を用い、Bessell標準フィルターとCCD撮像（3×3バイニング）を用いて光度測定を行った。
• 清浄化された画像上でスターファインディングおよび光度測定を実行し、XVistaルーチンを用いてアパーチャー光度測定により機器光度を抽出した。
• 比較星と夜間ゼロポイントを用いて、機器光度をジョンソン＝カウジンズ標準系に変換した。
• 2011年12月以降のIバンド画像に対して、ピクセル単位の中央値合成技術を適用してノイズを低減し、個々の画像光度測定との整合性を検証した。
• AAVSOによる視覚的等級測定値とCCD Vバンドデータを比較し、(B−V)色を関数として差異を分析した。
• 視覚的測定値とCCD Vバンド差異の関係をモデル化するために線形フィットを用い、重みなし最小二乗法による係数を導出した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 SN 2011feは、光曲線および色の変化に基づいて、通常型Ia型超新星の集合と整合的であるか？
• RQ2 SN 2011feの絶対等級は、消光補正および距離モジュラス (m−M) = 29.10 magをM101に適用した後、どのようになるか？
• RQ3 アマチュア観測者による視覚的等級推定値は、CCD光度測定値と系統的に異なるか？もしそうなら、その差異はSNの色にどのように依存するか？
• RQ4 SN 2011feにおける視覚的測定とCCD測定値の色依存性オフセットは、他のIa型超新星や変光星で観測されたものと比較してどうか？
• RQ5 初期の色行動に基づいて、視覚的等級推定値が通常型と超明るいIa型超新星を区別するのに役立つだろうか？

主な発見

• SN 2011feは、Δm₁₅(B) = 1.21 ± 0.03 magの低下率を示し、通常型SNe Iaの典型的な値と整合的であるため、「通常型」Ia型超新星と分類された。
• 消光補正および距離モジュラス (m−M) = 29.10 magを適用した後、絶対等級は M_B = −19.21, M_V = −19.19, M_R = −19.18, M_I = −18.94 となり、標準的な明るさであることが確認された。
• 視覚的測定値とCCD Vバンド測定値との間に系統的ずれが認められ、SNが赤くなると視覚的推定値が暗くなる傾向があり、関係式 (visual−V) = −0.09 + 0.19*(B−V) に従う。
• SN 2011feにおける色依存性オフセットの傾向は、SN 1991TおよびSN 1937Cで観測されたものと類似しており、変光星（例：Stanton 1999）で一般的に観測される傾向とも整合的である。
• オフセット関係の勾配は、SNe Iaおよび星において類似しており、人間の視覚的認識またはキャリブレーションの共通の起源を示唆しているが、青色の色でオフセットが異なることから、初期段階のスペクトル的差異の可能性がある。
• 中央値合成画像と個々の画像との間で顕著な系統的差異は認められず、後期段階におけるデータ還元手法の妥当性が裏付けられた。