Découvertes récentes sur les supernovas de type II à longue montée
De nouvelles découvertes élargissent nos connaissances sur les supernovae de type II à longue montée, qui sont rares, dans les galaxies voisines.
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Table des matières
Les supernovae sont des explosions spectaculaires qui se produisent quand les étoiles atteignent la fin de leur cycle de vie. Parmi elles, les Supernovae de type II sont particulièrement intéressantes car elles se forment à partir d'étoiles massives qui s'effondrent et explosent. Certaines supernovae de type II montrent des caractéristiques uniques, comme une longue montée vers leur pic de luminosité, qui peut durer plus de 40 jours. Cet article se concentre sur la découverte et l'analyse de 13 supernovae de type II à montée longue identifiées dans une récente enquête sur des galaxies proches.
Qu'est-ce que les supernovae de type II à montée longue ?
Les supernovae de type II à montée longue sont un sous-type spécifique qui met plus de temps que d'habitude à atteindre leur pic de luminosité. Elles affichent une courbe de lumière distincte qui monte lentement avant d'atteindre son pic puis de décliner. Un des exemples les plus connus de supernova de type II à montée longue est SN 1987A, qui s'est produite dans une galaxie voisine appelée la Grande Nuage de Magellan. Cette supernova a donné aux scientifiques des aperçus précieux sur le comportement des étoiles massives et les mécanismes derrière leurs explosions.
Le Zwicky Transient Facility
Pour en savoir plus sur ces supernovae rares, les chercheurs ont utilisé le Zwicky Transient Facility (ZTF), une enquête astronomique qui scrute le ciel nord pour capturer et classer des événements transitoires comme les supernovae. Le ZTF permet des observations à haute cadence, ce qui signifie qu'il peut prendre plusieurs images de la même région du ciel sur de courts intervalles. Cette capacité lui permet de détecter des événements astronomiques faibles et fugaces, en faisant un outil idéal pour trouver des supernovae à montée longue.
Le recensement de l'univers local
Dans le cadre du ZTF, un projet connu sous le nom de Census of the Local Universe (CLU) se concentre sur l'identification et la caractérisation des supernovae dans les galaxies voisines. En recoupant les données du ZTF avec un catalogue de galaxies proches, les chercheurs visent à créer une liste exhaustive des supernovae qui se sont produites dans un volume d'espace spécifié. Cette approche systématique aide à comprendre les taux et les propriétés des différents types de supernovae.
Découvertes de supernovae de type II à montée longue
Sur une période de 3,5 ans, de juin 2018 à décembre 2021, le projet CLU a identifié 13 supernovae de type II à montée longue. Cela double presque le nombre de supernovae de type II à montée longue connues précédemment. Chacun de ces événements a été examiné attentivement, et les chercheurs ont rassemblé des données importantes sur leur luminosité, leurs courbes de lumière et leurs caractéristiques spectrales.
Caractéristiques clés des supernovae de type II à montée longue
Les supernovae identifiées dans l'étude ont présenté une variété de niveaux de luminosité à leur pic. Les magnitudes absolues, qui indiquent à quel point la supernova apparaîtrait brillante à une distance standard, variaient largement parmi l'échantillon. Certaines supernovae montraient des lignes spectraux fortes, y compris des lignes de Ba II, souvent associées à certains types d'explosions stellaires.
Comment le taux de supernovae de type II à montée longue est déterminé
Pour comprendre à quel point les supernovae de type II à montée longue sont courantes, les chercheurs ont calculé leur taux volumétrique. Cela implique d'estimer combien de ces supernovae se produisent dans un certain volume d'espace au fil du temps. Les résultats ont indiqué que les supernovae de type II à montée longue représentent un petit pourcentage du taux total des supernovae à effondrement de cœur.
L'importance de la Spectroscopie dans les études de supernovae
Les observations spectroscopiques, qui fournissent des informations sur la lumière émise par la supernova, jouent un rôle crucial dans la classification. En examinant les lignes spectraux présentes dans la lumière de la supernova, les scientifiques peuvent en déterminer son type, sa température et d'autres caractéristiques. Dans le cas des supernovae de type II à montée longue, la présence de larges lignes d'hydrogène est une caractéristique clé qui aide à les classifier.
Galaxies hôtes et leur rôle
L'environnement dans lequel une supernova se produit fournit également des indices importants sur sa nature. Beaucoup de supernovae de type II à montée longue se trouvent dans des régions à faible métalllicité, souvent à la périphérie des galaxies ou dans des galaxies naines. C'est significatif car la composition chimique de l'environnement peut influencer l'évolution de l'étoile progénitrice et son explosion finale.
Résumé des résultats
L'étude des supernovae de type II à montée longue a révélé une gamme diversifiée de propriétés. Avec l'ajout de ces 13 découvertes, les chercheurs peuvent mieux comprendre les caractéristiques et les taux de ces événements rares. L'approche systématique du CLU a montré son efficacité pour identifier ces supernovae, ouvrant la voie à de futures recherches.
L'avenir de la recherche sur les supernovae
À mesure que les enquêtes astronomiques continuent de s'améliorer et de s'étendre, il est probable que plus de supernovae de type II à montée longue seront découvertes. Les futures observations de télescopes à venir, comme l'Observatoire Vera Rubin, promettent d'améliorer notre compréhension de ces événements spectaculaires. En rassemblant des données sur un plus grand nombre de supernovae, les scientifiques espèrent établir des liens entre leurs propriétés et la physique sous-jacente régissant leurs explosions.
Conclusion
L'exploration des supernovae de type II à montée longue est un domaine d'étude passionnant en astrophysique. Les récentes découvertes faites à travers le projet ZTF CLU offrent des aperçus précieux sur ces événements peu communs et contribuent à notre compréhension croissante de l'évolution stellaire. Alors que la technologie et les méthodes s'améliorent, le chemin pour percer les mystères de l'univers se poursuit.
Titre: Long-rising Type II Supernovae in the Zwicky Transient Facility Census of the Local Universe
Résumé: SN 1987A was an unusual hydrogen-rich core-collapse supernova originating from a blue supergiant star. Similar blue supergiant explosions remain a small family of events, and are broadly characterized by their long rises to peak. The Zwicky Transient Facility (ZTF) Census of the Local Universe (CLU) experiment aims to construct a spectroscopically complete sample of transients occurring in galaxies from the CLU galaxy catalog. We identify 13 long-rising (>40 days) Type II supernovae from the volume-limited CLU experiment during a 3.5 year period from June 2018 to December 2021, approximately doubling the previously known number of these events. We present photometric and spectroscopic data of these 13 events, finding peak r-band absolute magnitudes ranging from -15.6 to -17.5 mag and the tentative detection of Ba II lines in 9 events. Using our CLU sample of events, we derive a long-rising Type II supernova rate of $1.37^{+0.26}_{-0.30}\times10^{-6}$ Mpc$^{-3}$ yr$^{-1}$, $\approx$1.4% of the total core-collapse supernova rate. This is the first volumetric rate of these events estimated from a large, systematic, volume-limited experiment.
Auteurs: Tawny Sit, Mansi M. Kasliwal, Anastasios Tzanidakis, Kishalay De, Christoffer Fremling, Jesper Sollerman, Avishay Gal-Yam, Adam A. Miller, Scott Adams, Robert Aloisi, Igor Andreoni, Matthew Chu, David Cook, Kaustav Kashyap Das, Alison Dugas, Steven L. Groom, Anna Y. Q. Ho, Viraj Karambelkar, James D. Neill, Frank J. Masci, Michael S. Medford, Josiah Purdum, Yashvi Sharma, Roger Smith, Robert Stein, Lin Yan, Yuhan Yao, Chaoran Zhang
Dernière mise à jour: 2024-03-12 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2306.01109
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.01109
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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