Kosmologen haben eine neue und schnellere Technik gefunden, mit der die intrinsische Helligkeit von Supernovae vom Typ Ia genauer als je zuvor ermittelt werden kann. Ein internationales Team hat einen Weg gefunden, Sternentfernungen in nur einer Nacht zu messen, im Gegensatz zu monatelangen Beobachtungen, indem es einfach das Verhältnis des Flusses (sichtbare Leistung oder Helligkeit) zwischen zwei bestimmten Regionen im Spektrum von a misst Typ Ia Supernova. Mit dieser neuen Methode kann der Abstand einer Supernova mit einer Unsicherheit von mehr als 6 Prozent bestimmt werden.
Mit klassischen Methoden, die auf der Farbe einer Supernova und der Form ihrer Lichtkurve basieren - der Zeit, die benötigt wird, um die maximale Helligkeit zu erreichen und dann zu verblassen - kann der Abstand zu Supernovae vom Typ Ia mit einer typischen Unsicherheit von 8 bis 10 Prozent gemessen werden . Das Erhalten einer Lichtkurve dauert jedoch bis zu zwei Monate hochpräziser Beobachtungen. Die neue Methode bietet eine bessere Korrektur mit dem gesamten Spektrum einer einzelnen Nacht, das auf der Grundlage einer viel weniger präzisen Lichtkurve geplant werden kann.
Mitglieder der internationalen Supernova-Fabrik in der Nähe (SNfactory), einer Zusammenarbeit zwischen dem Lawrence Berkeley National Laboratory des US-Energieministeriums, einem Konsortium französischer Laboratorien, und der Yale University, durchsuchten die Spektren von 58 Supernovae vom Typ Ia im Datensatz der SNfactory und fanden den Schlüssel spektroskopisches Verhältnis.
Die neue Korrektur des Helligkeitsverhältnisses scheint unabhängig vom Alter oder der Metallizität der Supernova (Mischung der Elemente), der Art der Wirtsgalaxie oder der Verdunkelung durch dazwischenliegenden Staub zu gelten.
Das Teammitglied Stephen Bailey vom Labor für Kern- und Hochenergiephysik (LPNHE) in Paris, Frankreich, sagt, dass die Bibliothek der SNfactory mit hochwertigen Spektren seine erfolgreichen Ergebnisse ermöglicht hat. "Jedes Supernova-Bild, das die SNfactory aufnimmt, ist ein vollständiges Spektrum", sagt er. "Unser Datensatz ist mit Abstand die weltweit größte Sammlung exzellenter Zeitreihen vom Typ Ia mit insgesamt rund 2.500 Spektren."
Der genaueste Standardisierungsfaktor, den Bailey gefunden hat, war das Verhältnis zwischen der Wellenlänge von 642 Nanometern im rot-orangefarbenen Teil des Spektrums und der Wellenlänge von 443 Nanometern im blau-lila Teil des Spektrums. In seiner Analyse machte er keine Annahmen über die mögliche physikalische Bedeutung der Spektralmerkmale. Trotzdem stellte er mehrere Helligkeitsverhältnisse fest, die die Standardisierung gegenüber aktuellen Methoden verbessern konnten, die auf dieselben Supernovae angewendet wurden.
Das SNfactory-Mitglied Rollin Thomas von der Computational Research Division des Berkeley Lab, der die Physik von Supernovae analysiert, sagt: „Während die Leuchtkraft einer Supernova vom Typ Ia tatsächlich von ihren physikalischen Eigenschaften abhängt, hängt sie auch vom dazwischenliegenden Staub ab. Das Verhältnis 642/443 bringt diese beiden Faktoren irgendwie in Einklang, und es ist nicht das einzige Verhältnis, das dies tut. Es ist, als würde uns die Supernova sagen, wie wir es messen sollen. "
Die nahe gelegene Supernova-Fabrik beschreibt die Entdeckung der neuen Standardisierungstechnik in einem Artikel in der kommenden Ausgabe der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics. Die Zusammenfassung ist online verfügbar.
Quelle: Berkeley
