[논문 리뷰] ESC observations of SN 2005cf: II. Optical Spectroscopy and the high velocity features

G. Garavini, S. Nobili외 12명|ArXiv.org|2007. 02. 21.

Gamma-ray bursts and supernovae참고 문헌 42인용 수 37

한 줄 요약

이 논문은 ESC-RTN 네트워크의 데이터를 사용하여 B-대역 최대에서 -11.6일부터 +77.3일까지의 타입 Ia 초신성 SN 2005cf에 대한 종합적인 광학 스펙트로스코피 연구를 제시한다. Si II 및 Ca II 선에서 고속도 특징(HVFs)을 확인하였으며, Si II는 19,500 km s⁻¹에서 탈리드되어 있고, Ca II 특징은 약 24,000 km s⁻¹에서 관측되었다. 이는 스펙트럼 형태 및 속도 진화 매개변수인 v₁₀(Si II) = 9939 km s⁻¹ 및 ḋv = 35 km s⁻¹를 바탕으로, 느린 속도 기울기를 가지는 LVG(Low Velocity Gradient) 그룹에 속한다고 확인한다.

ABSTRACT

The ESC-RTN optical spectroscopy data-set for SN 2005cf is presented and analyzed. The observations range from -11.6 and +77.3 days with respect to B-band maximum light. The evolution of the spectral energy distribution of SN 2005cf is characterized by the presence of high velocity SiII and CaII features. SYNOW synthetic spectra are used to investigate the ejecta geometry of silicon. Based on the synthetic spectra the SiII high velocity feature appears detached at 19500 km/s. We also securely establish the presence of such feature in SN 1990N, SN 1994D, SN 2002er and SN 2003du. On a morphological study both the CaII IR Triplet and H&K absorption lines of SN 2005cf show high velocity features centered around 24000 km/s. When compared with other Type Ia SNe based on the scheme presented in Benetti et al. 2005 SN 2005cf definitely belongs to the LVG group.

연구 동기 및 목표

• 고주기 스펙트로스코피를 사용하여 SN 2005cf의 초기 단계에서 후기 단계까지의 광학 스펙트럼 시계열 변화를 분석하기 위해.
• 타입 Ia 초신성의 Si II 및 Ca II 선에서 고속도 특징(HVFs)의 기원과 형태를 조사하기 위해.
• Benetti 등(2005)의 스펙트럼 형태 기반 분류 체계를 사용하여 SN 2005cf를 LVG(Low Velocity Gradient) 그룹에 포함시키기 위해.
• 관측된 HVFs가 비대칭 폭발, 밀도 비균일성 또는 활성성주위 물질 상호작용에 기인한 것인지 여부를 판단하기 위해.

제안 방법

• 유럽 및 오스트레일리아의 여러 망원경을 통해 B-대역 최대에서 -11.6일부터 +77.3일까지 SN 2005cf의 광학 스펙트로스코피를 확보하였다.
• 표준 IRAF 파ipelines 및 IFU PMAS 데이터를 위한 R3D를 사용하여 스펙트럼을 보정하였으며, 보정 과정으로는 보정값 제거, 평탄화, 파장 및 플럭스 보정, 흡수 보정을 적용하였다.
• SYNOW 합성 스펙트럼을 적용하여 19,500 km s⁻¹에서 탈리드된 Si II 특징의 존재를 모델링하고 확인하였다.
• 다른 타입 Ia 초신성의 스펙트럼 매개변수(Δm₁₅, v₁₀(Si II), ḋv)와 비교하여 SN 2005cf를 LVG 그룹에 속하게 하였다.
• Benetti 등(2005)의 분류 체계를 사용하여 스펙트럼 형태 기반 매개변수 공간 내에서 SN 2005cf의 위치를 평가하였다.
• 주변 은하계 적색편이가 미미하며, Schlegel 등(1998)의 결과를 바탕으로 갤럭시계 흡수 보정(E(B-V) = 0.097)를 적용하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 SN 2005cf의 초기 스펙트럼에서 고속도 Si II 및 Ca II 특징의 속도와 형태는 어떻게 되는가?
• RQ2 SN 2005cf의 Si II 및 Ca II HVFs의 진화는 다른 타입 Ia 초신성과 어떻게 비교되는가?
• RQ3 스펙트럼 매개변수를 바탕으로 SN 2005cf는 저속도 기울기(LVG) 초신성로 분류되는가?
• RQ4 비대칭 폭발, 밀도 비균일성 또는 활성성주위 껍질과 같은 물리적 메커니즘이 SN 2005cf에서 관측된 HVFs를 설명할 수 있는가?
• RQ5 고속도 Si II 특징은 다른 타입 Ia 초신성에서도 흔한가, 그리고 이전 데이터에서 신뢰성 있게 확인할 수 있는가?

주요 결과

• SN 2005cf의 Si II 고속도 특징은 SYNOW 합성 스펙트럼 모델링을 통해 19,500 km s⁻¹에서 탈리드된 것으로 확인되었다.
• Ca II 적외선 삼중선 및 H&K 흡수선은 약 24,000 km s⁻¹ 중심의 고속도 특징을 나타낸다.
• Benetti 등(2005)의 스펙트럼 형태 기반 체계를 바탕으로 SN 2005cf는 명백히 LVG(Low Velocity Gradient) 그룹에 속한다.
• 초신성의 v₁₀(Si II) = 9939 km s⁻¹ 및 ḋv = 35 km s⁻¹로, 느린 속도 기울기를 가지는 LVG 그룹의 하한부에 위치한다.
• 고속도 Si II 특징은 SN 1990N, SN 1994D, SN 2002er 및 SN 2003du에서도 안정적으로 확인되었으며, 이는 이러한 특징이 흔하지 않다는 것이 아니라 고주기 초기 스펙트로스코피가 필요함을 시사한다.
• SN 2005cf에서 관측된 분출 물질의 구조는 농도/밀도 증가 또는 활성성주위 껍질과의 상호작용에 기인할 수 있으나, 정확한 메커니즘은 아직 규명되지 않았다.