Kosmologer har hittat en ny och snabbare teknik som fastställer den inneboende ljusstyrkan för supernovaer av typ Ia mer exakt än någonsin tidigare. Ett internationellt team har hittat ett sätt att göra jobbet med att mäta stjärnavstånd på bara en natt i motsats till månader med observationer genom att helt enkelt mäta förhållandet mellan flödet (synlig kraft eller ljusstyrka) mellan två specifika regioner i ett spektrum av en Typ Ia supernova. Med denna nya metod kan en supernovas avstånd bestämmas till bättre än 6 procent osäkerhet.
Med klassiska metoder, som är baserade på en supernovas färg och formen på dess ljuskurva - den tid det tar för att uppnå maximal ljusstyrka och sedan blekna bort - kan avståndet till typ Ia supernovaer mätas med en typisk osäkerhet på 8 till 10 procent . Men att få en ljuskurva tar upp till två månader observationer med hög precision. Den nya metoden ger bättre korrigering med en enda natts fulla spektrum, som kan planeras baserat på en mycket mindre exakt ljuskurva.
Medlemmar i den internationella närliggande Supernova Factory (SNfactory), ett samarbete mellan det amerikanska energidepartementets Lawrence Berkeley National Laboratory, ett konsortium av franska laboratorier och Yale University, sökte i spektra för 58 super-supernovaer i SNfactory: s datasats och hittade nyckeln spektroskopiskt förhållande.
Den nya ljusstyrka-korrektionen verkar hålla oavsett vilken supernovas ålder eller metallicitet (blandning av element), dess typ av värdgalax eller hur mycket den har dimmats av intervenerat damm.
Teammedlem Stephen Bailey från Laboratory of Nuclear and High Energy Physics (LPNHE) i Paris, Frankrike, säger att SNfactory's bibliotek med högkvalitativa spektra är det som gjorde hans framgångsrika resultat möjligt. ”Varje supernovabild som SNfactory tar är ett komplett spektrum,” säger han. "Vårt datasæt är den överlägset världens största samling av utmärkta tidsserier av typ Ia, totalt cirka 2500 spektra."
Den mest exakta standardiseringsfaktorn som Bailey hittade var förhållandet mellan våglängden 642 nanometer, i den rödorange delen av spektrumet och våglängden 443 nanometer, i den blå-lila delen av spektrumet. I sin analys gjorde han inga antaganden om den spektrala särdragens fysiska betydelse. Ändå han upp flera ljusstyrka förhållanden som kunde förbättra standardiseringen jämfört med nuvarande metoder som tillämpas på samma supernovaer.
SNfactory-medlem Rollin Thomas från Berkeley Labs Computational Research Division, som analyserar fysik i supernovaer, säger: ”Medan ljusstyrkan i en super In-supernova beror verkligen på dess fysiska egenskaper, beror den också på att ingripa damm. 642/443-förhållandet justerar på något sätt de två faktorerna, och det är inte det enda förhållandet som gör det. Det är som om supernova berättade för hur vi ska mäta det. ”
Den närliggande Supernova-fabriken beskriver upptäckten av den nya standardiseringstekniken i en artikel i det kommande numret av tidskriften Astronomy & Astrophysics, och abstraktet är tillgängligt online.
Källa: Berkeley
