[논문 리뷰] Multiband Photometry Evolution in the First Weeks of SN 2023ixf, a possible II-L Subtype Supernova

Giorgio Bianciardi, Armand Ciccarelli외 9명|arXiv (Cornell University)|2023. 07. 10.

Gamma-ray bursts and supernovae인용 수 7

한 줄 요약

논문은 SN 2023ixf의 다중 관측소 광측정을 여러 필터로 제시하며, 최대값까지의 빠른 상승과 색상에 의한 선형 하강을 보여주고 II-L 형으로의 분류를 지지한다.

ABSTRACT

Multiband photometric observations and their evaluation to instrumental magnitudes were performed using standard Johnson-Cousins filters (B, V, Rc) as well r and g Sloan filters, and not standard ones (R, G, B, and Clear filters). These were recorded from 9 observatories and from the MicroObservatory Robotic Telescope Network. The results describe the rapid ascent towards the maximum (2.5 magnitudes about in five days in the B filter) and the slow decrease after the maximum (0.0425 +/- 0.02 magnitudes/day in the B filter). The results highlight the strong variation of the B-V colour indices during the first 50 days (from -0.20 +/- 0.02 to +0.85 +/- 0.02) and V-R (from 0 +/- 0.01 to +0.50 +/- 0.01) after the explosion, presumably corresponding to the cooling of the stellar photosphere. At 50 days after the explosion the magnitude decrease from the maximum was observed to continue where it faded by 2.5 magnitudes (B filter), thus we propose SN 2023ixf is a Type II, subtype L, supernova (SNe).

연구 동기 및 목표

• SN 2023ixf의 초기 다중 밴드 광도 곡선을 표준 및 비표준 필터 전반에 걸쳐 특성화한다.
• 다양한 광측정 밴드에서 상승 및 최대값 도달 이후 감소 속도를 정량화한다.
• 색상 진화(B-V, V-R)를 분석하여 광사진의 냉각을 해석한다.
• 광곡선 하강이 SN 2023ixf의 II-L 분류를 지지하는지 평가한다.

제안 방법

• 표준 Johnson-Cousins B, V, Rc 및 Sloan r, g뿐 아니라 비표준 삼색 필터를 사용하여 다중 관측소 광측정을 수집한다.
• MaximDL로 조리개 광측정을 수행하고 가능하면 공통 기준별 별(TYC 3852-1108-1)으로 등급 보정을 수행한다.
• 불확실성은 관측소 간에 0.002–0.06 mag; 평균 약 0.02–0.007 mag across observatories.
• 밴드 의 슬로프로 최대값 상승 및 이후 감소를 분석한다.
• 색지수 B-V 및 V-R를 계산하고 처음 약 50일 동안의 변화를 피팅한다.

Figure 1: SN 2023ixf occurred in a spiral arm of the Pinwheel Galaxy. This wide-field image was made by one of us on the night of 2023/05/28. The characteristic cyan colour of the supernova near the maximum is well-defined. Reference star is indicated. Image credit: Giuseppe Conzo, UAI Remote Telesc

실험 결과

연구 질문

• RQ1 explosion 이후 처음 50일 동안 SN 2023ixf의 다중 광측정 밴드에서 상승 및 하강 특성은 어떠한가?
• RQ2 초기 구간에서 색지수(B-V, V-R)는 어떻게 진화하며 광사진의 온도 진화에 무엇을 시사하는가?
• RQ3 광측정 거동은 II-L(선형 하강) 유형의 초신성 분류와 일치하는가?
• RQ4 이질적인 기구 및 필터 세트로 얻은 측정값은 광곡선을 구성하는 데 얼마나 일관성 있는가?

주요 결과

• SN 2023ixf는 B 대에서 약 5일 동안 최대값까지 약 2.5 등급의 빠른 상승을 보인다.
• 최대 이후 B대의 하강은 기울기 0.0425 ± 0.02 mag/day로 선형이다.
• G 대는 하강이 더 빨리 시작되며 기울기는 0.022 ± 0.01 mag/day; R 대는 0.0187 ± 0.007 mag/day로 하강한다.
• 폭발 50일 후, B-band 하강은 최대값으로부터 2.5 등급이다.
• B-V는 -0.20 ± 0.02에서 +0.85 ± 0.02로, V-R은 0 ± 0.01에서 +0.50 ± 0.01로 변하며 광사진의 냉각을 나타낸다.
• 관찰된 광곡선 거동은 SN 2023ixf를 II-L(선형 하강)으로 분류하는 것을 지지하며 II-P(플래토)보다는 낫다.

Figure 2: This image at a higher resolution than Figure 1 made by one of us shows that SN 2023ixf occurred in a region rich in gas and near several star-forming regions. Image credit: Z. Organić, Orbanić Explorer Observatory.