[论文解读] The Host Galaxies of High Velocity Type Ia Supernovae

Anya E. Nugent, Abigail Polin+1 more|arXiv (Cornell University)|Apr 20, 2023

Gamma-ray bursts and supernovae被引用 4

一句话总结

本研究调查了全局宿主星系属性是否能够区分高速Ia型超新星（SNe Ia）与普通SNe Ia，发现两者在恒星质量、恒星形成、年龄或尘埃消光方面无显著差异。然而，高速SNe Ia表现出更强的Na I D吸收且更集中于星系中心，表明其行为差异可能源于局部环境因素，暗示基于Na I D的测光颜色裁剪方法可在无光谱观测的巡天中提升宇宙学样本的纯净度。

ABSTRACT

In recent years, there has been ample evidence that Type Ia supernova (SNe Ia) with high Si 2 velocities near peak brightness are distinguished from SNe Ia of lower velocities and may indeed represent a separate progenitor system. These SNe Ia can contaminate the population of normal events used for cosmological analyses, creating unwanted biases in the final analyses. Given that many current and future surveys using SNe Ia as cosmological probes will not have the resources to take a spectrum of all the events, likely only getting host redshifts long after the SNe Ia have faded, we need to turn to methods that could separate these populations based purely on photometry or host properties. Here, we present a study of a sample of well observed, nearby SNe Ia and their hosts to determine if there are significant enough differences between these populations that can be discerned only from the stellar population properties of their hosts. Our results indicate that the global host properties, including star formation, stellar mass, stellar population age, and dust attenuation, of high velocity SNe Ia do not differ significantly from those of lower velocities. However, we do find that high velocity SNe Ia are more concentrated toward the center of their hosts, suggesting that their local environments may indeed differ. Future work requires strengthening photometric probes of high velocity SNe Ia and their local environments to distinguish these events and determine if they originate from a separate progenitor.

研究动机与目标

• 确定宿主星系恒星种群的全局属性是否能够区分高速与低速SNe Ia。
• 评估宿主星系属性（如恒星质量、恒星形成率、年龄和尘埃消光）在高速与低速SNe Ia群体之间是否存在差异。
• 评估测光方法或基于宿主星系的方法是否能在无光谱观测的大规模巡天中有效分离高速SNe Ia与普通SNe Ia。
• 探究高速SNe Ia观测到的差异是否源于原行星体本身的内在特性，或局部环境效应。

提出的方法

• 作者利用测光和光谱数据分析了一组观测充分、邻近的SNe Ia及其宿主星系。
• 通过Prospector软件和FSPS恒星种群合成模型推导出恒星种群属性（恒星质量、恒星形成率、年龄、尘埃消光）。
• 利用宿主星系归一化的径向位置量化星系形态及SNe Ia在宿主星系中的位置，以评估集中度。
• 测量Na I D的等效宽度，以探测星周或局部尘埃环境。
• 使用Dynesty进行贝叶斯推断，对高速与低速SNe Ia宿主星系群体进行统计比较。
• 评估利用宿主星系属性作为未来测光巡天中SNe Ia速度分类代理的可行性。

实验结果

研究问题

• RQ1 高速与低速SNe Ia的宿主星系全局恒星种群属性是否存在显著差异？
• RQ2 高速SNe Ia中增强的Na I D吸收是由于局部尘埃还是星周物质所致？
• RQ3 高速SNe Ia是否比低速SNe Ia更集中于其宿主星系中心？
• RQ4 仅凭测光或宿主星系属性是否能可靠地在大规模巡天中将高速SNe Ia与普通SNe Ia分离？
• RQ5 高速SNe Ia的局部环境是否表明其原行星体群体更年轻或存在不同的原行星通道？

主要发现

• 与低速SNe Ia相比，高速SNe Ia在恒星质量、恒星形成率、恒星种群年龄或尘埃消光等全局宿主星系属性方面无显著差异。
• 高速SNe Ia在宿主星系中心表现出显著更高的集中度，表明其与致密、可能正在形成恒星的区域关联更强。
• 高速SNe Ia表现出更强的Na I D等效宽度，表明其局部或星周尘埃含量高于低速事件。
• 观测到的高速SNe Ia差异并非源于全局宿主星系属性，而更可能源于局部环境条件或原行星体的内在差异。
• 结果表明，全局恒星种群属性无法用于宇宙学分析中分离高速SNe Ia与普通SNe Ia。
• 基于Na I D吸收的测光颜色裁剪方法或可作为排除无光谱观测巡天中高速SNe Ia的可行手段。