Kosmologer har fundet en ny og hurtigere teknik, der fastlægger den iboende lysstyrke af type Ia-supernovaer mere nøjagtigt end nogensinde før. Et internationalt hold har fundet en måde at gøre jobbet med at måle stjernernes afstande på bare en enkelt nat i modsætning til måneders observationer ved blot at måle forholdet mellem fluxen (synlig styrke eller lysstyrke) mellem to specifikke regioner i spektret af en Type Ia supernova. Med denne nye metode kan en supernovas afstand bestemmes til bedre end 6 procent usikkerhed.
Ved hjælp af klassiske metoder, der er baseret på en supernovas farve og formen på dens lyskurve - den tid det tager at nå maksimal lysstyrke og derefter falme væk - kan afstanden til type Ia supernovaer måles med en typisk usikkerhed på 8 til 10 procent . Men at få en lyskurve tager op til to måneder med høj præcisionsobservationer. Den nye metode giver bedre korrektion med en enkelt natts fulde spektrum, som kan planlægges baseret på en langt mindre præcis lyskurve.
Medlemmer af den internationale nærliggende Supernova Factory (SNfactory), et samarbejde mellem det amerikanske energiministerium Lawrence Berkeley National Laboratory, et konsortium af franske laboratorier og Yale University, søgte spektret af 58 type Ia supernovaer i SNfactory's datasæt og fandt nøglen spektroskopisk forhold.
Den nye korrektion af lysstyrkeforhold ser ud til at indeholde uanset hvilken supernovas alder eller metallicitet (blanding af elementer), dens type værtsgalakse, eller hvor meget den er dæmpet af mellemliggende støv.
Teammedlem Stephen Bailey fra Laboratory for Nuclear and High-Energy Physics (LPNHE) i Paris, Frankrig, siger, at SNfactory's bibliotek med spektre af høj kvalitet er det, der gjorde hans succesrige resultater mulige. ”Ethvert supernova-billede, som SNfactory tager, er et fuldt spektrum,” siger han. ”Vores datasæt er langt den største samling af fremragende type Ia-tidsserier, i alt ca. 2.500 spektre.”
Den mest nøjagtige standardiseringsfaktor, som Bailey fandt, var forholdet mellem 642-nanometer-bølgelængden i den rød-orange del af spektret og 443-nanometer-bølgelængden i den blå-lilla del af spektret. I sin analyse gjorde han ingen antagelser om den mulige fysiske betydning af spektrale træk. Ikke desto mindre viste han flere lysstyrkeforhold, der var i stand til at forbedre standardiseringen i forhold til de nuværende metoder, der blev anvendt på de samme supernovaer.
SNfactory-medlem Rollin Thomas fra Berkeley Labs Computational Research Division, der analyserer fysik i supernovaer, siger: ”Selvom lysstyrken i en type Ia-supernova faktisk afhænger af dens fysiske træk, afhænger den også af at gribe ind i støv. Forholdet 642/443 justerer på en eller anden måde disse to faktorer, og det er ikke det eneste forhold, der gør. Det er som om supernovaen fortæller os, hvordan vi skal måle det. ”
Den nærliggende Supernova-fabrik beskriver opdagelsen af den nye standardiseringsteknik i en artikel i det kommende nummer af tidsskriftet Astronomy & Astrophysics, og abstraktet er tilgængeligt online.
Kilde: Berkeley
