[논문 리뷰] The Rate of Supernovae. II. the Selection Effects and the Frequencies Per Unit Blue Luminosity

E. Cappellaro, M. Turatto외 4명|arXiv (Cornell University)|1993. 02. 25.

Gamma-ray bursts and supernovae인용 수 6

한 줄 요약

이 논문은 아시아고 및 슈테른버그 관측소의 사진 촬영 설문 조사 자료를 바탕으로 제어 시간 방법을 사용하여 초신성(SN) 탐지율을 분석하며, 은하 중심의 과노출 및 나선은하에서의 기울기 편향과 같은 선택 효과를 규명한다. 과학적 편향, 특히 먼 거리에 있거나 기울어진 은하에서의 보정이 필요하며, 모든 유형에서 초신성 발생률은 파란 빛 발광도에 비례하는 것으로 나타났다.

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

연구 동기 및 목표

• 장기적인 사진 촬영 초신성 설문 조사에서 관측된 초신성 빈도에 영향을 주는 선택 효과를 정량화하는 것.
• 은하 중심의 과노출과 나선은하에서의 기울기 효과로 인해 초신성 탐지 가능성 감소를 보정하는 것.
• 관측 편향을 고려하여 단위 파란 빛 발광도당 진정된 초신성 발생률을 결정하는 것.
• 다양한 은하 샘플 파rameter가 연구 간 초신성 빈도 측정치의 비교 가능성에 미치는 영향을 평가하는 것.
• 은하 형상과 거리에 기반한 보정 요소를 적용하여 초신성 빈도 추정의 정확도를 향상시키는 것.

제안 방법

• 아시아고 및 슈테른버그 관측소의 기록 사진 자료를 대상으로 제어 시간 방법을 적용하여 시간에 따른 초신성 탐지 효율을 추적함.
• RC3 목록의 은하 샘플을 사용하여 65개의 확정된 초신성을 기반으로 형상 유형별로 빈도를 계산함.
• 중앙 은하 밝기가 거리가 증가함에 따라 초신성 탐지 가능성에 미치는 영향을 모델링하여 과노출 편향을 정량화함.
• 기울기 편향을 평가하기 위해 기울기가 다른 나선은하에서의 초신성 탐지 빈도를 비교함 (i > 30°일 경우 탐지 빈도 감소 확인).
• 과노출 및 기울기 보정 요소를 계산하여 관측된 초신성 빈도를 진정된 값으로 조정함.
• 다양한 은하 파라미터 출처에서 유래한 자료를 사용하여 보정된 빈도를 기반으로 단위 파란 빛 발광도당 초신성 빈도를 재계산하고, 결과를 비교함.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 은하 중심의 과노출와 기울기가 사진 촬영 설문 조사에서 관측된 초신성 빈도에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ2 은하 샘플에서의 관측 편향으로 인해 단위 파란 빛 발광도당 초신성 빈도가 어느 정도 편향되는가?
• RQ3 과노출 및 기울기 보정 요소가 다양한 허블 유형 간 유도된 초신성 빈도에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ4 다른 은하 샘플 파라미터 기반으로 초신성 빈도 측정치가 왜 달라지는가? 이는 어떻게 조율할 수 있는가?
• RQ5 선택 효과를 보정한 후에도 초신성 빈도와 파란 빛 발광도 사이의 관계가 타당한가?

주요 결과

• 은하 중심의 과노출로 인해 시스템적으로 초신성이 손실되며, 거리가 멀어질수록 간과된 사건의 비율이 증가함.
• 기울기가 큰 나선은하(i > 30°)에서는 초신성 탐지 빈도가 감소하며, SN II 및 Ib 유형이 SN Ia보다 더 큰 영향을 받음.
• Sbc-Sd 나선은하에서는 이전 또는 이후 유형에 비해 초신성이 비례적으로 더 많이 탐지되지 않음.
• 보정 후, 모든 초신성 유형과 허블 형상에서 초신성 발생률이 파란 빛 발광도에 비례하는 것으로 확인됨.
• 단위 파란 빛 발광도당 빈도는 은하 파라미터의 출처에 따라 크게 달라져, 연구 간 비교를 어렵게 함.
• 과노출 및 기울기 보정 요소는 특히 대규모 설문 조사에서 정확한 초신성 빈도 추정을 위해 필수적임.