Spettri della supernova SN2011fe in M101

[Paolo]

Ho elaborato il primo dei tre spettri ripresi, quello del 30 agosto alle 20:27 TU (istante centrale). In totale ho integrato 100 minuti in subframes da 4 minuti l'uno utilizzando il Lhires III con il reticolo da 150 l/Nmm. Per la riduzione dei dati ho usato Astroart 5 (stacking e pretrattamento), IRIS (correzioni geometriche dello spettro) e Visual Spec V397 per l'estrazione dei profili. Ho scelto Alioth come stella di calibrazione, tuttavia solo per quella in intensita' mentre ho effettuato la calibrazione in lunghezza d'onda con le righe del fondo cielo (luci artificiali, ossigeno atmosferico e righe aurorali) che nel frame risultante sono molte e ben distribuite lungo tutto il range spettrale.

Ho provato ad aggiungere l'elemento/stato responsabile di alcune righe sulla base di lavori professionali che ho visionato sul web. Supernovae di questo tipo sembra abbiano un comportamento piuttosto standard e, nella fase in cui la SN si trovava al momento della ripresa, sono disponibili diversi spettri con identificazione delle righe. Se ci sono incongruenze vi prego di segnalarmelo.

Spettro bidimensionale e profilo corretto per la risposta strumentale:

http://quasar.teoth.it/html/varie/SN201 ... 30_lab.jpg

File DAT:

http://quasar.teoth.it/html/varie/sn2011fe_20110830.dat

Due di questi profili P-Cygni (assorbimenti piu' evidenti) sono solitamente usati per calcolare la velocita'radiale della shell in espansione. Alla data della ripresa ho rilevato queste VR per il silicio ionizzato lambda 6355 e lambda 5972:

http://quasar.teoth.it/html/varie/VR_SN20111fe.gif

A seguire gli altri presi con il reticolo Star Analyser 100.

Ciao e a presto
Paolo

[Marco Di Lorenzo]

Splendido lavoro Paolo.
Se ho capito bene, la VR di oltre 11000 km/s è ricavata dall'allargamento delle righe e si riferisce alla velocità di espansione del guscio, giusto?

[andreabelli]

Benchè ci capisca ben poco, è un ottimo lavoro! Complimenti anche da parte mia, ora non resta che augurarci altre SN

[Paolo]

Grazie per i commenti! Andrea scusami! In effetti un topic messo cosi', senza troppe spiegazioni per chi non e' sufficientemente addentrato, puo' risultare poco interessante. Non e' facile per me corredare i risultati con la giusta quantita' di parte descrittiva. Certe volte mi sembra di essere troppo logorroico...

Comunque tutto si basa sulla possibilita' di misurare una velocita' sulla base dello spostamento verso il rosso o verso il blu dello spettro (a livello pratico di una sua caratteristica, una riga, banda ecc.). E' l'effetto Doppler, al pari di quello in campo acustico che conosci molto bene. Ti sara' capitato di essere sorpassato dall'auto della polizia che corre a tutta birra e senti la sirena cambiare tonalita'? Al nostro Max marchigiano sarebbe capitato il contrario (e' lui che sorpassa a tutta birra la polizia) ma il Doppler sarebbe analogo perche' conta la velocita' relativa. Se tu potessi misurare con uno strumento la frequenza della sirena a fermo e quella mentre si avvicina, con un semplice calcolo conosceresti la sua velocita' rispetto a te.

Con lo spettroscopio (anche amatoriale) e' semplicissimo fare queste misure, soprattutto quando le velocita' in gioco sono molto grandi come quella dei gas di una stella che esplode. Non servono neanche strumenti complessi e costosi. Per questa osservazione ho utilizzato uno specifico spettroscopio a fenditura (il Lhires III) ma il risultato sarebbe stato molto simile usando il semplice reticolo Star Analyser 100. Il motivo e' che la supernova mostra uno spettro con le righe allargate dalla violenta espansione (non tutte ma senz'altro quelle piu' interessanti), cosi' larghe che non occorre uno strumento ad alta risoluzione per misurarle. Nei due giorni successivi abbiamo usato un semplice reticolo, avrai modo di vedere come il risultato sia molto simile (lo spettro da un giorno all'altro non cambia moltissimo).

Se ho capito bene, la VR di oltre 11000 km/s è ricavata dall'allargamento delle righe e si riferisce alla velocità di espansione del guscio, giusto?

Si Marco, si riferisce alla velocità di espansione del guscio ma non e’ calcolata mediante l’allargamento delle righe. Se i gas del guscio sono sufficientemente “opachi” si produce il cosiddetto profilo p-cygni:



L’assorbimento e’ spostato verso il violetto in quanto la parte di atmosfera responsabile si muove, a seguito dell’esplosione, lungo la nostra linea di vista ed e’ in avvicinamento. E’ assai preciso calcolare la velocita’ sulla base del blu-shift osservato. Alla velocita’ trovata occorre solo aggiungere quella della recessione della galassia (di solito molto piu’ piccola).

La cosa interessante e’ che non tutti gli elementi chimici che compongono l’atmosfera mostrano la stessa velocita’ (hanno massa diversa e sono collocati a profondita’ diverse nell’atmosfera stellare). Inoltre lo stesso elemento, subito dopo l’esplosione, sembra rallentare gradualmente con il passare dei giorni poiche’ il guscio, diminuendo di densita’, aumenta la sua trasparenza e si osservano le righe degli strati sottostanti,

Chissa' come sapresti spiegare bene questi concetti tu che sei un fisico, oltre che un insegnante. Prima o poi ti devo coinvolgere in qualche lavoretto di spettroscopia, cosi' imparo qualcosa anche io!

A presto
Paolo

[Marco Di Lorenzo]

Paolo, sono disponibile anche se mi sembra che te la cavi benissimo anche come divulgatore!

[marcoleo]

Complimenti Paolo ! Sempre ai fini della divulgazione segnalo questa pagina di Christian Buil dove sono elencate tante pubblicazioni interessanti sulla spettroscopia:

http://astrosurf.com/aras/publications/bib.html

A presto,
Marco

[Paolo]

Paolo, sono disponibile anche se mi sembra che te la cavi benissimo anche come divulgatore!

Sei gentilissimo Marco, approfittero' senz'altro delle tue conoscenze!

Sempre ai fini della divulgazione segnalo questa pagina di Christian Buil dove sono elencate tante pubblicazioni interessanti sulla spettroscopia:

Marco, grazie per il link a questa miniera di informazioni. Preciso che si tratta di testi per chi ha gia' una certa esperienza. Appena ho un attimo inserisco il link nell'articolo sui target spettroscopici in homepage.

A presto
Paolo

[maxcaimmi]

Un lavoro (ed una spiegazione) eccezionali!
Bravi Bravi

PS: ...si, in effetti, può essermi capitato di sorpassare la "pula" a tutta velocità!