Kosmologer har funnet en ny og raskere teknikk som etablerer den iboende lysstyrken til supernovaer av type Ia mer nøyaktig enn noen gang før. Et internasjonalt team har funnet en måte å gjøre jobben med å måle stjernestrekninger på bare en natt i motsetning til måneders observasjoner ved å bare måle forholdet mellom fluksen (synlig kraft eller lysstyrke) mellom to spesifikke regioner i spekteret til en Type Ia supernova. Med denne nye metoden kan en supernovas avstand bestemmes til bedre enn 6 prosent usikkerhet.
Ved å bruke klassiske metoder, som er basert på en supernovas farge og formen på lyskurven - tiden det tar for å oppnå maksimal lysstyrke og deretter visne bort - kan avstanden til type Ia supernovaer måles med en typisk usikkerhet på 8 til 10 prosent . Men å få en lyskurve tar opptil to måneder med høye presisjonsobservasjoner. Den nye metoden gir bedre korreksjon med en hel natts fulle spekter, som kan planlegges basert på en mye mindre presis lyskurve.
Medlemmer av den internasjonale nærliggende Supernova Factory (SNfactory), et samarbeid mellom det amerikanske energidepartementets Lawrence Berkeley National Laboratory, et konsortium av franske laboratorier, og Yale University, søkte spektrene til 58 Type Ia supernovaer i SNfactory sitt datasett og fant nøkkelen spektroskopisk forhold.
Den nye korreksjonen av lysstyrkeforhold ser ut til å inneholde uansett hvilken supernovas alder eller metallisitet (blanding av elementer), dens type vertsgalakse, eller hvor mye den er nedtonet av støv som griper inn.
Teammedlem Stephen Bailey fra Laboratory of Nuclear and High-Energy Physics (LPNHE) i Paris, Frankrike, sier at SNfactory's bibliotek med spektre av høy kvalitet er det som gjorde hans vellykkede resultater mulig. "Hvert supernova-bilde SNfactory tar er et fullt spekter," sier han. "Datasettet vårt er den desidert største samling av utmerkede tidsserier av Type Ia, totalt 2500 spektre."
Den mest nøyaktige standardiseringsfaktoren som Bailey fant, var forholdet mellom bølgelengden på 642 nanometer, i den rød-oransje delen av spekteret og bølgelengden på 443 nanometer, i den blå-lilla delen av spekteret. I sin analyse gjorde han ingen antagelser om den fysiske betydningen av spektrale trekk. Likevel skaffet han opp flere lysstyrkeforhold som var i stand til å forbedre standardiseringen i forhold til dagens metoder som ble brukt på de samme supernovene.
SNfactory-medlem Rollin Thomas fra Berkeley Labs Computational Research Division, som analyserer fysikken til supernovaer, sier: "Selv om lysstyrken til en type Ia-supernova faktisk avhenger av dens fysiske funksjoner, avhenger den også av å gripe inn støv. 642/443-forholdet justerer på en eller annen måte de to faktorene, og det er ikke det eneste forholdet som gjør det. Det er som om supernovaen fortalte oss hvordan vi skal måle det. ”
The Local Supernova Factory beskriver oppdagelsen av den nye standardiseringsteknikken i en artikkel i den kommende utgaven av tidsskriftet Astronomy & Astrophysics, og abstraktet er tilgjengelig online.
Kilde: Berkeley
