Spektrum Supernova SN2014J in M82; Edit 3

Hallo,

nach endlos erscheinender Wartezeit, hatte ich letzten Freitag auch endlich mal wieder klaren Himmel, der außerdem auch dunkel war und nicht durch Nachbars Flutstrahler gestört wurde! Somit stand diese Nacht nur die Supernova auf dem Programm, um für das Spektrum ein vernünftiges SNR zu erhalten.
Das M82-Bild ist nur in SW, evtl. kann ich da von der kurzen Brennweite, die parallel mitlief noch ein paar Farbtupfer später mit einarbeiten.

Die Roh-Spektren und Rohbilder von M82 sind alle mit der nicht aktiv gekühlten QHY-5L II Videokamera entstanden (Außentemperaturen lagen bei knapp -2°C), die an diesem Abend ihren ersten brauchbaren Einsatz hatte.

Zum Spektrum:
Es ist gut die für eine SN vom Typ Ia so frühe untypische gelb-rote Färbung zu erkennen. Der Graph verläuft relativ steil ansteigend Richtung rote Wellenlängen (zum Vergleich die SN von 2011 in M101, die damals deutlich blauer in der Anfangsphase erschien: http://www.aau.telebus.de/Ver_…830und0901SN2011fe3wk.jpg).

Gut ist auch die Natrium-D-Linie zu sehen, die, wie die rötliche Färbung auch, vermutlich vom interstellaren Gas in M82 herrührt und in höher aufgelösten Spektren sehr deutlich heraussticht!

Für die Bestimmung der Expansionsgeschwindigkeit der Hülle der SN ist die Si-II-Linie sehr gut geeignet. Aus der Breite der Linie und der Blauverschiebung um ca. 250 Angström wird sich diese berechnen lassen, was ich irgendwann noch nachreichen werde.

Viele Grüße,
Torsten

Hallo Martin,

danke für Deine Rückmeldung.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: MartinF</i>
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Bist du schon weiter mit der Berechnung der Expansionsgeschwindigkeit gekommen?
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Zur Radialgeschwindigkeit habe ich im Bild unten den Bereich um die Si-II-Linie mit vspec herausvergrößert und geschwindigkeitsmäßig skaliert.
Der Nullpunkt der horizontalen Skala liegt bei der Ruhewellenlänge von Si II, die 6355 Angström beträgt. Alle Linien des Spektrums sind wegen der Expansion der Hülle sehr stark blauverschoben.
Für die Bestimmung der maximalen Radialgeschwindigkeit sollte der blaue Rand der Linie hergenommen werden. Daraus ergibt sich dann ein Radialgeschwindigkeitswert von knapp 19000 km/s. Dieser Wert ist um die instrumentelle Verbreiterung, die vom Spektrographen verursacht wird, zu groß.
Unter Berücksichtigung einer Abschätzung für die instrumentelle Linienverbreiterung erhalte ich mit Hilfe der Werte in der Graphik eine Radialgeschwindigkeit von 14490 km/s.

Zum Vergleich wird relativ zeitnah zu meiner Beobachtung im Astronomer´s Telegram vom 01. Februar von 12600 km/s berichtet (siehe hier: http://www.astronomerstelegram.org/?read=5843)

Viele Grüße,
Torsten

Hallo Martin,

Antwort Teil 2.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: MartinF</i>
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Für eine Absorptionslinie finde ich im Internet leider keine Referenzen. Hast du eine Idee?
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<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Leider kann ich da auch nur spekulieren. Da an dieser Stelle keine atmosphärischen Linien vorhanden sind, tippe ich auf eine Überbetonung dieses Bereichs vermittelt durch die automatische Bearbeitung in Rspec. Wenn das Spektrum wirklich auf das Kontinuum normiert ist, sollte das nach meiner Einschätzung etwas anders ausschauen (siehe nächsten Beitrag).

Viele Grüße,
Torsten

Hallo,

10 Tage nach dem erfolgreichen ersten Versuch durfte ich am 09.02.2014 die Supernova noch einmal spektroskopieren. Diesmal reichten knapp über eine Stunde Belichtungszeit für ein relatives rauscharmes Resultat.

Im Rohspektrum ist übrigens auch der aktive H-Alpha-Kern der Galaxie zu sehen.

Im Vergleich der beiden Spektren zeigen sich auch ein paar Veränderungen.
Auffällig ist die Änderung des Kontinuumverlaufs um die Si-II-Hauptlinie herum sowie die Änderung in Fe II bei 4800 Angström. Auch um die S-II-Linie mit Nachbarschaft hat sich was getan. Dass die Na-D-Linie nicht mehr so schön zu sehen ist, könnte an der niedrigeren Dispersion gelgen haben.

Weiterhin taucht im Vergleich zur ersten Beobachtung auch eine sehr auffällige Absorption um 8200 Angström auf, die ich am 31.01.14 nicht beobachtet habe. Der Grund hierfür ist aber sehr einfach. Damals war dieser Bereich gar nicht mit auf dem Chip.

Die beschriebenen Änderungen scheinen real zu sein, wie der Vergleich mit höher aufgelösten Spaltspektren zeigt (siehe hier, z.B. Spektren von P. Berardi 25.01. und 06.02.14: http://quasar.teoth.it/html/spectra/SN2014j_20140125_806.jpg und http://quasar.teoth.it/html/spectra/sn2014j_20140206.jpg)

Viele Grüße,
Torsten

Hallo Martin,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: MartinF</i>
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Dieser Wert ist durchaus realistisch und sollte im Laufe der Zeit kleiner werden. Die Eigenbewegung von Erde und Supernova finden in dieser einfachen Rechnung aber keine Berücksichtigung.
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Die Eigenbewegung der Erde muss nur bei hoher Auflösung berücksichtigt werden und die Eigenbewegung der Supernova innerhalb der Galaxie beträgt etwa + 200 km/s (wg. Rotverschiebung).
Viel gravierender ist die Verbreiterung der Linie durch den Spektrographen, die im Bereich der Si-II-Linie bei angenommener Auflösung von R=100 bereits etwa 64 Angström ausmacht. D.h. die Si-II-Linie (die wie jede Spektrallinie eine theoretische Breite von 0 Angström hat) ist in unseren Spektren, vermittelt durch den Spektrographen, etwa 64 Angström breit. Konsequenz ist, bei einfacher Anwendung der Dopplerformel, eine zu hohe Radialgeschwindigkeit.
Im übrigen meine ich, dass für die maximale Expansion der blaue Rand der Linie maßgeblich sein sollte.
Leider weiß ich im Augenblick noch nicht, wie die Profis im Astronomer´ Telegram ihre Geschwindigkeiten berechet haben bzw. ob die Radialgeschwindigkeiten mit den Expansionsgeschwindigkeiten gleichzustzen sind.

Viele Grüße,
Torsten

Hallo Jürgen,

da kann ich Dir nur zustimmen!

Viele Grüße,
Torsten

Hallo,

eine weitere Ergänzung. Am 11.02.14 gelang mir eine dritte Beobachtung, diesmal zwangsweise mit dem C11 und Reducer (das M82-Bild ist aber bei 2,80m entstanden).

Die Veränderungen in den Spektren habe ich versucht im Bild weiter unten zu dokumentieren. Wichtig hierbei ist, dass die Wellenlängenkalibrierung mit Hilfe der H-Alpha- und H-Gamma-Linien der Vergleichssterne durchgeführt wurden. Dies sollte eine vergleichbare Wellenlängenkalibrierung gewähleisten, zumal die Vergleichssterne alle vom Typ A0V, A1V, A2V waren.

Ich hoffe, dass das Wetter bald wieder besser wird. Die Verschiebung der Si-II-Linie und die weiteren Veränderungen in den Linienprofilen sind sehr spannend ...

Alle 3 Beobachtungen:

Grüße
Torsten

Hallo Martin,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: MartinF</i>
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Für eine Absorptionslinie finde ich im Internet leider keine Referenzen. Hast du eine Idee?
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Ich habe noch einmal recherchiert. Von Chritian Buil gibt dazu etwas: http://www.astrosurf.com/~buil/us/vatlas/vega3.gif

Somit dürfte es sich bei der Absorption bei 6900 Ang. um atmosphärischen Sauerstoff bzw. Wasserdampf handeln.

Viele Grüße
Torsten

Hallo,

die Supernova macht immer noch richtig Spaß!
Neben der Linienverschiebung tut isch auch einiges in den Linienprofilen und im gesamten Intensitätsverlauf (Response korrigierte Spektren).

Die Graphiken unten dokumentieren die deutlichen Anderungen der Si-II-Linie und auch aller anderen Linienbereiche (in guter Übereinstimmung mit höher aufgelösten Spektren, siehe z.B. ARAS-Forum). Man beachte z.B. das (scheinbare ?) Verschwinden des S-II-Linienbereichs!
Die Na-D-Linie hat es bei der geringen Auflösung des Staranalysers mittlerweile auch verschluckt.

Vergleiche der 4 Beobachtungen und Linienevolutionen:

Aktuelle 4te Beobachtung vom 21.02.2014:

Viele Grüße,
Torsten

P.S.: auf einem der Rohbilder (15sec-Einzelbild, hier dark- und flat-korrigiert) war auch noch ein schöner Cosmic mit drauf (Ausschnitt: Originalbreite mit Rechtsklick und Grafik anzeigen).