[论文解读] Discovery and Observations of the Unusually Luminous Type-Defying II-P/II-L Supernova ASASSN-13co

T. W. S. Holoien, J. L. Prieto+14 more|arXiv (Cornell University)|Nov 12, 2014

Gamma-ray bursts and supernovae参考文献 2被引用 7

一句话总结

本文展示了由全天自动超新星巡天（ASAS-SN）发现的、异常明亮的II型超新星ASASSN-13co的多波段测光与光谱观测。利用Pejcha & Prieto（2015）模型，作者推导出其总辐射光度曲线，发现其光变曲线形态介于II-P型与II-L型之间，峰值绝对星等约为MV ≈ -18.1，表明其不符合标准分类，凸显了II型超新星性质在传统II-P/II-L二分法之外的连续多样性。

ABSTRACT

We present photometric and spectroscopic observations of ASASSN-13co, an unusually luminous Type II supernova and the first core-collapse supernova discovered by the All-Sky Automated Survey for SuperNovae (ASAS-SN). First detection of the supernova was on UT 2013 August 29 and the data presented span roughly 3.5 months after discovery. We use the recently developed model from Pejcha & Prieto (2015) to model the multi-band light curves of ASASSN-13co and derive the bolometric luminosity curve. We compare ASASSN-13co to other Type II supernovae to show that it was unusually luminous for a Type II supernova and that it exhibited an atypical light curve shape that does not cleanly match that of either a standard Type II-L or Type II-P supernova.

研究动机与目标

• 表征ASASSN-13co——一颗新发现的核心坍缩超新星的测光与光谱特性。
• 探究ASASSN-13co尽管在光谱上与II-P型超新星相似，却为何不符合标准II-P或II-L型光变曲线分类。
• 检验Pejcha & Prieto（2015）模型在具有非典型光变曲线形状的超新星中的适用性。
• 展示PP15模型在实现异质测光数据集之间跨比较方面的实用性。

提出的方法

• 将PP15模型应用于ASASSN-13co的多波段光变曲线，以推导其总辐射光度、光球层温度、半径以及抛射的56Ni质量。
• 该模型利用光球层速度与多波段测光数据，重建光变曲线与物理演化过程，且无需依赖理论假设。
• 作者利用PP15模型将ASASSN-13co的光变曲线与其他II型超新星进行比较，评估其在更广泛超新星群体中的位置。
• 利用该模型预测缺失的测光波段（如Johnson V与I波段）的通量，从而在存在数据缺口的情况下，仍能与其它超新星样本进行直接比较。
• 利用光谱数据确认其II-P型分类，依据包括宽Hα线与He I线等光谱特征。
• 利用档案中的SDSS与LCOGT成像数据拟合宿主星系性质，以确定红移与光度距离（z = 0.023063，d = 91.6 Mpc）。

实验结果

研究问题

• RQ1 为何ASASSN-13co的光变曲线形态虽与II-P型超新星光谱相似，却无法清晰匹配II-P或II-L型分类？
• RQ2 ASASSN-13co的总辐射光度与其他II型超新星相比如何？这对其中心星或爆炸机制有何启示？
• RQ3 Pejcha & Prieto（2015）模型在描述ASASSN-13co这类具有非典型光变曲线形状的超新星时，其准确性如何？
• RQ4 PP15模型是否能实现对具有差异性测光数据集的超新星（如ASASSN-13co，其缺乏Johnson V与I波段数据）进行有意义的比较？
• RQ5 ASASSN-13co观测到的高亮度与缓慢下降率是否表明，传统的II-P/II-L区分可能过于简化，而实际上II型超新星的性质应被视为连续分布？

主要发现

• ASASSN-13co的峰值V波段绝对星等为MV ≈ -18.1，使其成为迄今观测到的最明亮的II型超新星之一。
• ASASSN-13co的光变曲线缓慢而稳定地下降，类似于II-L型超新星，但其光谱特征与II-P型超新星一致。
• PP15模型成功拟合了ASASSN-13co的多波段光变曲线，所得总辐射光度曲线证实了其异常高的光度。
• 该模型成功预测了缺失测光波段（如V与I波段）的通量，使ASASSN-13co能与其它超新星样本进行直接比较，凸显了其在异质数据集中的实用性。
• ASASSN-13co的特性表明，II-P/II-L的区分可能并非根本性的物理分界，而更可能是光变曲线形状连续分布的一种表现。
• 本研究证实PP15模型是推导总辐射光度、抛射的56Ni质量以及温度与半径演化等物理特性的可靠工具，且无需依赖理论假设。