[論文レビュー] The Rate of Supernovae. II. the Selection Effects and the Frequencies Per Unit Blue Luminosity

E. Cappellaro, M. Turatto+4 more|arXiv (Cornell University)|Feb 25, 1993

Gamma-ray bursts and supernovae被引用数 6

ひとこと要約

本論文は、アズアイおよびシュテルンバーグ天文台の写真撮影調査を用いて、制御時間法を適用し、超新星（SN）検出率を分析し、銀河中心部の過露出やスパイラル銀河における傾きのバイアスといった選択効果を特定した。SNの検出率は、すべてのタイプにおいて青光度に比例することが判明したが、特に遠方または傾いた銀河では観測バイアスの補正が顕著に必要であることが示された。

ABSTRACT

We present new estimates of the observed rates of SNe determined with the {\em control time} method applied to the files of observations of two long term, photographic SN searches carried out at the Asiago and Sternberg Observatories. Our calculations are applied to a galaxy sample extracted from RC3, in which 65 SNe have been discovered. This relatively large number of SNe has been redistributed in the different morphological classes of host galaxies giving the respective SN rates. The magnitude of two biases, the overexposure of the central part of galaxies and the inclination of the spiral parent galaxies, have been estimated. We show that due to overexposure a increasing fraction of SNe is lost in galaxies of increasing distances. Also, a reduced number of SNe is discovered in inclined galaxies ($i>30\degr$): SNII and Ib are more affected than Ia, as well as SNe in Sbc-Sd galaxies with respect to other spirals. We strengthen previous findings that the SN rates is proportional to the galaxy blue luminosity for all SN and Hubble types. Other sources of errors, besides those due to the statistics of the events, have been investigated. In particular those related to the adopted SN parameters (Cappellaro et al. (\cite{paper1})) and correction factor for overexposure and inclination. Moreover, we show that the frequencies of SNe per unit luminosity vary if different sources for the parameters of the sample galaxies are adopted, thus hampering the comparison of SN rates based on different galaxy samples. The overall rates per unit blue luminosity are similar to the previous

研究の動機と目的

• 長期間にわたる写真撮影による超新星調査における選択効果が観測されたSN率に与えるバイアスを定量化すること。
• 銀河中心部の過露出およびスパイラル銀河における傾きの影響が、SNの検出可能性を低下させることを補正すること。
• 観測バイアスを考慮した上で、単位青光度あたりの真の超新星率を特定すること。
• さまざまな銀河サンプルパラメータが、研究間でのSN率測定の比較可能性に与える影響を評価すること。
• 銀河の形態および距離に基づく補正係数を適用することで、SN率推定の正確性を向上させること。

提案手法

• アズアイおよびシュテルンバーグ天文台のアーカイブ写真データに制御時間法を適用し、時間経過に伴うSN検出効率を追跡した。
• RC3カタログからの銀河サンプル（65例の確認済みSNを含む）を用い、分類型ごとの率を計算した。
• 中心部の明るさが距離増加に伴いSN検出可能性を低下させるメカニズムをモデル化することで、過露出バイアスを定量化した。
• 異なる傾き（i > 30°）を持つスパイラル銀河におけるSN検出率を比較することで、傾きバイアスを評価した（i > 30°の銀河で検出率が低下）。
• 過露出および傾きの補正係数を算出し、観測されたSN率を真の値に補正した。
• 補正済み率を用いて、単位青光度あたりのSN頻度を再計算し、さまざまな銀河パラメータのソース間で結果を比較した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 銀河中心部の過露出および傾きが、写真撮影調査における観測された超新星頻度にどのように影響するか？
• RQ2 銀河サンプルにおける観測バイアスが、単位青光度あたりのSN率にどの程度バイアスを及えるか？
• RQ3 過露出および傾きの補正係数が、さまざまなハッブル分類型における導出されたSN率にどのように影響するか？
• RQ4 なぜ異なる銀河サンプルパラメータに基づくSN率測定値にばらつきが生じるのか、そしてその差をどのように是正できるか？
• RQ5 選択効果を補正した後でも、SN率と青光度の観測的比例関係は妥当性を保っているのか？

主な発見

• 銀河中心部の過露出により、SNが系aticallyに損なわれており、距離が増すほど見逃されたイベントの割合が増加する。
• 傾きが30°を超えるスパイラル銀河では、SN検出率が低下しており、SN IIおよびSN IbがSN Iaよりも顕著に影響を受ける。
• Sbc-Sdスパイラル銀河におけるSNは、より早いまたは遅いタイプの銀河と比較して、著しく検出されにくい。
• 補正後、すべてのSNタイプおよびハッブル分類において、SN率が青光度に比例することが判明した。
• 単位青光度あたりの頻度は、銀河パラメータのソースによって顕著に異なるため、研究間の比較が複雑化している。
• 過露出および傾きの補正係数は、特に大規模な調査において、正確なSN率推定に不可欠である。