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Supernova SN 2019np in NGC3254

Le nuove tecniche per studiare e comprendere la natura di tanti fenomeni celesti.

Messaggioda Paolo » 11 feb 2019, 19:26

Ciao a tutti, dopo mesi di astinenza sono finalmente riuscito ad aprire l'osservatorio. Ho osservato la supernova che ha segnalato sul forum il nostro Max Caimmi.

E' da poco cominciato il declino ma la sua luminosita' regge ancora. La fotometria eseguita in simultanea con il Mak 90, la SXH-H9 e il filtro fotometrico Baader V, ha permesso di misurare il valore V = 13.81.

SN2019np_Mak90.jpg

La stima di magnitudine e' servita a calibrare in flusso assoluto lo spettro preso con il Lhires III e reticolo da 150 l/mm.

sn2019np_20190208_872_PB_label.png


Per l'identificazione delle righe mi sono basato sul questo documento.

La classificazione della SN 2019np, tipo Ia, e' conosciuta fin dal momento della sua scoperta (le SN Ia sono facilissime da riconoscere mediante spettroscopia, anche con lo Star Analyser). Ho comunque interrogato i due principali sistemi di riconoscimento a scopo didattico che, naturalmente, confermano il tipo "Ia normal", leggermente evoluto.

SNID (Blondin and Tonry 2007, Ap.J. 666, 1024) trova la migliore correlazione con lo spettro della SN 1998bu a 11.4 giorni dal massimo.

SNID_sn2019np_20190208_872.png

Interessante notare la percentuale di spettri delle varie tipologie (database impiegato da SNID) correlate con il mio profilo. Quasi il totale degli spettri "Ia normal" hanno un'ottima correlazione con il profilo osservato della SN 2019np.

SNID_sn2019np_type.jpg

Gelato (Harutyunyan et al. 2008, A&A 488, 383) restituisce la migliore corrispondenza sempre con la SN 1998bu ma a 13.5 giorni di eta'.

GELATO_sn2019np_20190208_872.png

Infine un piccolo esperimento. Durante le riprese ho posizionato la SN nella parte larga della fenditura fotometrica (300 micron) ed ho preso un frame di 960 sec. Il rumore dovuto al fondo cielo piu' intenso e' stato compensato dal maggiore flusso in entrata nello strumento (sempre parzialmente tagliato se si usa una fenditura stretta). Lo spettro e' risultato meno rumoroso rispetto ad uno di pari esposizione ma ottenuto con la fenditura da 30 micron.

Il profilo azzurro (sopra) e' sempre lo stesso ma sottoposto ad un filtraggio gaussiano che comporta una aumento di SNR a discapito della risoluzione spettrale (ancora sufficiente a campionare le caratteristiche spettrali principali della supernova). In queste condizioni in pratica si emula uno strumento a bassissima risoluzione ed e' sufficiente una integrazione molto breve per prendere uno spettro utile.

sn_large_20190208_964_PB.png

Dalla lunghezza d'onda del minimo del profondo assorbimento dovuto al silicio (Si II 6347 - 6371) si puo' stimare la velocita' di espansione del guscio gassoso a seguito dell'evento. Come tutte le righe negli spettri di SN, il doppietto del silicio e' notevolmente allargato per le elevatissime velocita' (per effetto Doppler), tanto da non essere piu' risolvibile in due righe separate ma appare come un unico largo assorbimento.

In condizioni di quiete il baricentro del doppietto si troverebbe circa a 6355 A. Invece nel mio spettro si puo' misurare sui 6180 A circa. Parliamo del cosiddetto assorbimento P-Cygni che subisce uno spostamento Doppler verso il blu in quanto il gas che lo produce, espandendo, si muove verso di noi. Quanto? In prima approssimazione tanto da spostare la sua lunghezza d'onda da 6355 a 6180A, circa 175 Angstrom. A questo spostamento corrisponde una velocita' di circa 8300 Km/s (ho usato la formula (delta_lambda/lambda*c -> 175/6355*300000). La galassia ospite (NGC3254) tuttavia retrocede con una velocita' di 1355 Km/s (fonte NED), quindi la velocita' di espansione dei gas (con il riferimento al centro della SN), e' di 8300+1355 -> ~9700 Km/s.

Per Tonino o altri che prendono spettri con lo Star Analyser: queste sono alcune delle informazioni che si possono dedurre anche da spettri a bassa risoluzione. Lo Star Analyser e' ottimo per svolgere osservazioni di supernove. Chiaramente quando le SN sono deboli serve un cielo scuro e si devono adottare le appropriate tecniche di ripresa (in pratica stesse usate per astrofoto del profondo cielo).

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Messaggioda Max » 11 feb 2019, 20:04

Bellissimo,grazie per la condivisione,questo delle supernove prima o poi lo devo cominciare a fare. :)
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Messaggioda tonyven » 11 feb 2019, 22:26

Più vedo elaborazioni del genere è più mi viene voglia di imparare da maestri come te e Umberto. Dicendomi che anche con SA100 è possibile fare questo sono senza parole. Complimenti vivissimi!
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Messaggioda umberto » 12 feb 2019, 0:07

Sinceramente l'astinenza mi rilascia, a te fa l'effetto contrario ti carica! Grazie Paolo per aver condiviso questa tua fruttuosa osservazione spettroscopica e contemporaneamente fotometrica permettendoti una calibrazione in flusso assoluto del profilo della supernova.
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Messaggioda Paolo » 13 feb 2019, 14:00

Grazie a voi per i commenti!

Tonino, come hai potuto vedere, le righe spettrali nel profilo delle supernove sono larghissime. Anche se il potere risolvente dello Star Analyser e' basso, e' ampiamente in grado di rilevarle.

In realta' ci sono dei casi in cui le righe spettrali si vedono poco o non si vedono affatto. Qui pero' non c'entra la risoluzione ma la loro scarsa profondita'. Capita nei primissimi momenti successivi alla scoperta (quando l'evento si trova nelle prime fasi), specie con le supernove di tipo II. Gia' dopo qualche giorno lo spettro cambia e le righe cominciano a diventare evidenti.

Sotto puoi vedere una nostra osservazione con lo SA100 di una bellissima supernova apparsa nel 2011 nella galassia M51:

Spettro 2d:
http://quasar.teoth.it/html/varie/SN201 ... 2Dview.jpg

Profilo:
http://quasar.teoth.it/html/varie/SN201 ... rofile.jpg

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Messaggioda LFranco » 13 feb 2019, 15:40

Bel risultato Paolo, complimenti.
Saluti
Lorenzo Franco
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Messaggioda tonyven » 13 feb 2019, 23:21

Moooolto interessante!. Mi viene da chiedere su che magnitudine si lavora. Giusto per capire.A quanto pare quindi con lo SA100 si può fare qualcosa.Bel lavoro proprio.Mi piacerebbe approfondire un pò di teoria in genere.Nel frattempo stò smanettando con qualche atlante stellare per conoscere meglio il cielo e aiutarmi quando sono in campo.
tonyven
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Messaggioda Paolo » 14 feb 2019, 13:47

Grazie Lorenzo! Tonino, la supernova SN 2011dh ha raggiunto un picco di mag 12.5. Nello stesso anno si e' osservata un'altra supernova nella galassia M101, SN 2011fe, con picco di mag 10. Eventi del genere, specie il secondo, sono purtroppo rari. Quando pero' capitano, non serve neanche che ti sposti in quota sotto cieli scuri. Altri soggetti molto interessanti sono le nove galattiche, mediamente appaiono piu' luminose delle SN (la Nova Delfini 2013 ha raggiunto mag 4.3!). Le righe spettrali delle nove sono piu' strette (le velocita' di espansione dei gas sono minori rispetto alle SN) ma sono comunque bellissimi target per lo Star Analyser.

Direi che con la tua strumentazione (considero la nuova camera Atik 314L+), una volta acquisite le tecniche di ripresa, dalla tua citta' puoi prendere spettri di oggetti del genere fino a mag V ~13. Potresti spingerti oltre ma e' probabile che gli spettri vengano troppo rumorosi.

E' importante comprendere che la "tolleranza al rumore" dipende dal tipo di soggetto (e dallo studio che si intende fare). Gli spettri delle SN ad esempio portano con se' preziose informazioni anche quando sono molto rumorosi, grazie alle righe larghissime e profonde. Lo stesso rumore, in uno spettro di una stella di classe F (per citare un target non peculiare), potrebbe nascondere tutte le righe privandolo di qualsiasi utilita'.

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