Download - Supernowe Ia i kosmologia
Supernowe Ia i kosmologia
Andrzej Odrzywołek
Zakład Teorii Względności i Astrofizyki, Instytut Fizyki UJ
19 kwietnia 2012, czwartek, 17:15
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 1 / 20
Drabina odległości kosmologicznych
1 AU: rozmiar orbity Ziemskiej (jednostka astronomiczna)
paralaksa heliocentryczna, m. in. odległość do δ−Cephei (satelita Hipparcos)Cefeidy: zależność okres-jasność (ang. PL-relation): bliskie galaktyki
supernowe typu Ia: odległe galaktyki
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 2 / 20
Drabina odległości kosmologicznych
1 AU: rozmiar orbity Ziemskiej (jednostka astronomiczna)
paralaksa heliocentryczna, m. in. odległość do δ−Cephei (satelita Hipparcos)Cefeidy: zależność okres-jasność (ang. PL-relation): bliskie galaktyki
supernowe typu Ia: odległe galaktyki
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 2 / 20
Drabina odległości kosmologicznych
1 AU: rozmiar orbity Ziemskiej (jednostka astronomiczna)
paralaksa heliocentryczna, m. in. odległość do δ−Cephei (satelita Hipparcos)Cefeidy: zależność okres-jasność (ang. PL-relation): bliskie galaktyki
supernowe typu Ia: odległe galaktyki
Zdjęcie: T.A. Rector (University of Alaska Anchorage), H. Schweiker & S. Pakzad NOAO/AURA/NSF
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 2 / 20
Drabina odległości kosmologicznych
1 AU: rozmiar orbity Ziemskiej (jednostka astronomiczna)
paralaksa heliocentryczna, m. in. odległość do δ−Cephei (satelita Hipparcos)Cefeidy: zależność okres-jasność (ang. PL-relation): bliskie galaktyki
supernowe typu Ia: odległe galaktyki
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 2 / 20
Drabina odległości kosmologicznych
1 AU: rozmiar orbity Ziemskiej (jednostka astronomiczna)
paralaksa heliocentryczna, m. in. odległość do δ−Cephei (satelita Hipparcos)Cefeidy: zależność okres-jasność (ang. PL-relation): bliskie galaktyki
supernowe typu Ia: odległe galaktyki
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 2 / 20
Supernowa typu Ia jako „świeca standardowa”
W pracach Noblistów (Riess, Perlmutter, Schmidt 2011), ich zespołów orazwspółpracujących/konkurujących astrofizyków zastosowano czysto empirycznepodejście, podobnie jak kilkadziesiąt wcześniej dla Cefeid
Obserwacja kilkunastu supernowych typu Ia w latach 80-tych pozwoliła na odkryciekilku równoważnych sposobów kalibracji jasności tzw. Branch-normals
Najbardziej znana jest liniowazależność Phillipsa
Bmax ∝ ∆m15(B)
Jaśniejsze supernowe eksplo-dują wolniej, co pozwala naprzeskalowanie i redukcję roz-rzutu jasności do ∼0.1m.
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 3 / 20
Supernowe Ia jako indykatory odległości (Nobel 2011)
Kasen&Woosley 2007, ApJ, 656 661-665
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 4 / 20
Przykład analizy kosmologicznej
Dane empiryczne to: przesunięcie ku czerwieni z (prędkość „ucieczki”) oraz modułodległości µ = m −M (ang. distance modulus)odległość jasnościowa supernowej dL w parsekach: µ = 5 log10(dL)− 5Założenia: model Friedmanna + brak powolnej ewolucji supernowych Ia w czasiekosmologicznym
Kalibracja jasności wymaga przeskalowania czasu, a to z kolei uwzględnieniakosmologicznej dylatacji czasu ∆tobs = (1+ z)∆tfiz
de facto do zmierzonych par z , dL fitujemy model o trzech parametrach,wyrażonych w jednostkach aktualnej gęstości krytycznej ρ = 3H20/(8πG):
Ωm − zawartość materii (w tym ciemnej) (1a)
ΩΛ − stała kosmologiczna vel ciemna energia (1b)
H0 − stała Hubble’a (1c)
dL(z) =cH0
1+ z√1− Ωm − ΩΛ
sinn
(∫ z0
√1− Ωm − ΩΛdz ′√
(1+ z ′)2(1+Ωmz ′)− z ′(z ′ + 2)ΩΛ
)A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 5 / 20
(Amanullah et al. SCP, Ap.J., 2010., obecnie 557 supernowych!)
Do tych danych można dofitować wiele modeli, np: liniowy dL = c z/H0Jeżeli stała Hubble’a jest wyznaczona poprawnie, geometria jest „płaska”, to przyspieszenie ekspansjijest ewidentne, oraz Λ 0 (czerwona linia).Ciekawostka: Wszechświat bez ciemnej energii i ciemnej materii też pasuje (czarna linia) przydopuszczalnej wartości H0=67 km/s/Mpc !
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 6 / 20
Czy supernowe Ia ewoluują w czasie kosmologicznym?
Odpowiedzi na powyższe pytanie powinna udzielić astrofizyka teoretyczna.
„Naiwny” model supernowej typu Ia (inaczej: s. termojądrowej)
biały karzeł w układzie podwójnym rośnie wysysając materię z towarzysza aż„osiągnie masę Chandrasekhara” i wtedy eksploduje
każda eksplozja powinna być taka sama — w zgodzie z ideą świecy standardowej
nie widać na pierwszy rzut oka powodów aby eksplozja przy z > 1 różniła się odpodobnej dzisiaj
Konsensus obserwacyjno-teoretycznyTyp Ia to wybuch termojądrowy, w odróżnieniu od pozostałych typówsupernowych (Ib/c, II, rozbłyski gamma) dla których mechanizmem jestkolaps do gwiazdy neutronowej/czarnej dziury (energia grawitacyjna)
źródło energii typu Ia to synteza termojądrowa jąder węgla i tlenu (CO) do„żelaza” (Fe) i lżejszych pierwiastków
eksplodujący obiekt to biały karzeł, ESN ' Mmp (∆mCO→Fe) c2
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 7 / 20
Czy supernowe Ia ewoluują w czasie kosmologicznym?
Odpowiedzi na powyższe pytanie powinna udzielić astrofizyka teoretyczna.
„Naiwny” model supernowej typu Ia (inaczej: s. termojądrowej)
biały karzeł w układzie podwójnym rośnie wysysając materię z towarzysza aż„osiągnie masę Chandrasekhara” i wtedy eksploduje
każda eksplozja powinna być taka sama — w zgodzie z ideą świecy standardowej
nie widać na pierwszy rzut oka powodów aby eksplozja przy z > 1 różniła się odpodobnej dzisiaj
Konsensus obserwacyjno-teoretycznyTyp Ia to wybuch termojądrowy, w odróżnieniu od pozostałych typówsupernowych (Ib/c, II, rozbłyski gamma) dla których mechanizmem jestkolaps do gwiazdy neutronowej/czarnej dziury (energia grawitacyjna)
źródło energii typu Ia to synteza termojądrowa jąder węgla i tlenu (CO) do„żelaza” (Fe) i lżejszych pierwiastków
eksplodujący obiekt to biały karzeł, ESN ' Mmp (∆mCO→Fe) c2
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 7 / 20
Czy supernowe Ia ewoluują w czasie kosmologicznym?
Odpowiedzi na powyższe pytanie powinna udzielić astrofizyka teoretyczna.
„Naiwny” model supernowej typu Ia (inaczej: s. termojądrowej)
biały karzeł w układzie podwójnym rośnie wysysając materię z towarzysza aż„osiągnie masę Chandrasekhara” i wtedy eksploduje
każda eksplozja powinna być taka sama — w zgodzie z ideą świecy standardowej
nie widać na pierwszy rzut oka powodów aby eksplozja przy z > 1 różniła się odpodobnej dzisiaj
Konsensus obserwacyjno-teoretycznyTyp Ia to wybuch termojądrowy, w odróżnieniu od pozostałych typówsupernowych (Ib/c, II, rozbłyski gamma) dla których mechanizmem jestkolaps do gwiazdy neutronowej/czarnej dziury (energia grawitacyjna)
źródło energii typu Ia to synteza termojądrowa jąder węgla i tlenu (CO) do„żelaza” (Fe) i lżejszych pierwiastków
eksplodujący obiekt to biały karzeł, ESN ' Mmp (∆mCO→Fe) c2
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 7 / 20
Czy supernowe Ia ewoluują w czasie kosmologicznym?
Odpowiedzi na powyższe pytanie powinna udzielić astrofizyka teoretyczna.
„Naiwny” model supernowej typu Ia (inaczej: s. termojądrowej)
biały karzeł w układzie podwójnym rośnie wysysając materię z towarzysza aż„osiągnie masę Chandrasekhara” i wtedy eksploduje
każda eksplozja powinna być taka sama — w zgodzie z ideą świecy standardowej
nie widać na pierwszy rzut oka powodów aby eksplozja przy z > 1 różniła się odpodobnej dzisiaj
Konsensus obserwacyjno-teoretycznyTyp Ia to wybuch termojądrowy, w odróżnieniu od pozostałych typówsupernowych (Ib/c, II, rozbłyski gamma) dla których mechanizmem jestkolaps do gwiazdy neutronowej/czarnej dziury (energia grawitacyjna)
źródło energii typu Ia to synteza termojądrowa jąder węgla i tlenu (CO) do„żelaza” (Fe) i lżejszych pierwiastków
eksplodujący obiekt to biały karzeł, ESN ' Mmp (∆mCO→Fe) c2
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 7 / 20
Czy supernowe Ia ewoluują w czasie kosmologicznym?
Odpowiedzi na powyższe pytanie powinna udzielić astrofizyka teoretyczna.
„Naiwny” model supernowej typu Ia (inaczej: s. termojądrowej)
biały karzeł w układzie podwójnym rośnie wysysając materię z towarzysza aż„osiągnie masę Chandrasekhara” i wtedy eksploduje
każda eksplozja powinna być taka sama — w zgodzie z ideą świecy standardowej
nie widać na pierwszy rzut oka powodów aby eksplozja przy z > 1 różniła się odpodobnej dzisiaj
Konsensus obserwacyjno-teoretycznyTyp Ia to wybuch termojądrowy, w odróżnieniu od pozostałych typówsupernowych (Ib/c, II, rozbłyski gamma) dla których mechanizmem jestkolaps do gwiazdy neutronowej/czarnej dziury (energia grawitacyjna)
źródło energii typu Ia to synteza termojądrowa jąder węgla i tlenu (CO) do„żelaza” (Fe) i lżejszych pierwiastków
eksplodujący obiekt to biały karzeł, ESN ' Mmp (∆mCO→Fe) c2
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 7 / 20
Czy supernowe Ia ewoluują w czasie kosmologicznym?
Odpowiedzi na powyższe pytanie powinna udzielić astrofizyka teoretyczna.
„Naiwny” model supernowej typu Ia (inaczej: s. termojądrowej)
biały karzeł w układzie podwójnym rośnie wysysając materię z towarzysza aż„osiągnie masę Chandrasekhara” i wtedy eksploduje
każda eksplozja powinna być taka sama — w zgodzie z ideą świecy standardowej
nie widać na pierwszy rzut oka powodów aby eksplozja przy z > 1 różniła się odpodobnej dzisiaj
Konsensus obserwacyjno-teoretycznyTyp Ia to wybuch termojądrowy, w odróżnieniu od pozostałych typówsupernowych (Ib/c, II, rozbłyski gamma) dla których mechanizmem jestkolaps do gwiazdy neutronowej/czarnej dziury (energia grawitacyjna)
źródło energii typu Ia to synteza termojądrowa jąder węgla i tlenu (CO) do„żelaza” (Fe) i lżejszych pierwiastków
eksplodujący obiekt to biały karzeł, ESN ' Mmp (∆mCO→Fe) c2
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 7 / 20
Supernowa SN2011fe
24 sierpnia 2011 w galatyce M101 („Wiatraczek”) wybucha supernowaodkryta już 11 godzin po wybuchu, 10−3 jasności maksymalnej, (P. Nugent,PTF)pierwsze spektrum sfotografowane 5 godzin późniejnajbliższa (oraz najjaśniejsza) od 40 lat:d=6.4 Mpc (Cefeid), d=7.4 Mpc (TRGB)typowa, normalna supernowa typu Ia !
Źródło: http://science.kqed.org/quest/files/2011/09/m101-sn2011fe.jpgA. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 8 / 20
Supernowa SN2011fe
24 sierpnia 2011 w galatyce M101 („Wiatraczek”) wybucha supernowaodkryta już 11 godzin po wybuchu, 10−3 jasności maksymalnej, (P. Nugent,PTF)pierwsze spektrum sfotografowane 5 godzin późniejnajbliższa (oraz najjaśniejsza) od 40 lat:d=6.4 Mpc (Cefeid), d=7.4 Mpc (TRGB)typowa, normalna supernowa typu Ia !
Źródło: http://science.kqed.org/quest/files/2011/09/m101-sn2011fe.jpgA. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 8 / 20
Supernowa SN2011fe
24 sierpnia 2011 w galatyce M101 („Wiatraczek”) wybucha supernowaodkryta już 11 godzin po wybuchu, 10−3 jasności maksymalnej, (P. Nugent,PTF)pierwsze spektrum sfotografowane 5 godzin późniejnajbliższa (oraz najjaśniejsza) od 40 lat:d=6.4 Mpc (Cefeid), d=7.4 Mpc (TRGB)typowa, normalna supernowa typu Ia !
Źródło: http://science.kqed.org/quest/files/2011/09/m101-sn2011fe.jpgA. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 8 / 20
Supernowa SN2011fe
24 sierpnia 2011 w galatyce M101 („Wiatraczek”) wybucha supernowaodkryta już 11 godzin po wybuchu, 10−3 jasności maksymalnej, (P. Nugent,PTF)pierwsze spektrum sfotografowane 5 godzin późniejnajbliższa (oraz najjaśniejsza) od 40 lat:d=6.4 Mpc (Cefeid), d=7.4 Mpc (TRGB)typowa, normalna supernowa typu Ia !
Źródło: http://science.kqed.org/quest/files/2011/09/m101-sn2011fe.jpgA. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 8 / 20
Supernowa SN2011fe
24 sierpnia 2011 w galatyce M101 („Wiatraczek”) wybucha supernowaodkryta już 11 godzin po wybuchu, 10−3 jasności maksymalnej, (P. Nugent,PTF)pierwsze spektrum sfotografowane 5 godzin późniejnajbliższa (oraz najjaśniejsza) od 40 lat:d=6.4 Mpc (Cefeid), d=7.4 Mpc (TRGB)typowa, normalna supernowa typu Ia !
Źródło: http://science.kqed.org/quest/files/2011/09/m101-sn2011fe.jpgA. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 8 / 20
Czy ten model zgadza się z obserwacjami SN2011fe ?
Źródło: Mario Hamuy, Nature 480, 328–329 (15 December 2011) doi:10.1038/480328a
Peter E. Nugent, et. al., Supernova SN 2011fe from an exploding carbon–oxygen white dwarf star, 344–347 doi:10.1038/nature10644
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 9 / 20
Na zdjęciach PRZED wybuchem nic nie ma!
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 10 / 20
Wykluczone scenariusze (wczesne obserwacje)
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 11 / 20
Progenitor (gwiazda która eksplodowała)
Źródło: Bloom et al. 2012 ApJ 744 L17
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 12 / 20
Co widzimy, a czego oczekujemy w rejonie SN2011feRejon eksplozji, EVLA, radio. Nowa helowa V445 Pup.
EVLA 5.9 GHz
E
N
SN2011fe
5 amin
M101
Źródło: arXiv:1201.0994v1
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 13 / 20
Wykluczone scenariusze (EVLA, radio)
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 14 / 20
Ograniczenia obserwacyjne na układ(?) progenitora
Co wiemy po SN2011fe?1 supernowa wybucha w „czystym” ośrodku międzygwiazdowym(arXiv:1112.0247, EVLA)
2 progenitor: Rp < 0.02 R, towarzysz: Rc < 0.1 R (Xray)3 progenitor: ρ > 104g/cm3, Teff <∼ 105 K4 system: utrata masy M <∼ 6× 10−10M/rok (EVLA, radio)5 odległość pomiędzy składnikami a > 0.1 R [sprzeczność z (2) ?]
Dane konsystentne z termojądrową eksplozją pojedynczego (!?) białego karła CO.Żadnych śladów obecności drugiego składnika! (tylko górne limity)
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 15 / 20
Ograniczenia obserwacyjne na układ(?) progenitora
Co wiemy po SN2011fe?1 supernowa wybucha w „czystym” ośrodku międzygwiazdowym(arXiv:1112.0247, EVLA)
2 progenitor: Rp < 0.02 R, towarzysz: Rc < 0.1 R (Xray)3 progenitor: ρ > 104g/cm3, Teff <∼ 105 K4 system: utrata masy M <∼ 6× 10−10M/rok (EVLA, radio)5 odległość pomiędzy składnikami a > 0.1 R [sprzeczność z (2) ?]
Dane konsystentne z termojądrową eksplozją pojedynczego (!?) białego karła CO.Żadnych śladów obecności drugiego składnika! (tylko górne limity)
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 15 / 20
Ograniczenia obserwacyjne na układ(?) progenitora
Co wiemy po SN2011fe?1 supernowa wybucha w „czystym” ośrodku międzygwiazdowym(arXiv:1112.0247, EVLA)
2 progenitor: Rp < 0.02 R, towarzysz: Rc < 0.1 R (Xray)3 progenitor: ρ > 104g/cm3, Teff <∼ 105 K4 system: utrata masy M <∼ 6× 10−10M/rok (EVLA, radio)5 odległość pomiędzy składnikami a > 0.1 R [sprzeczność z (2) ?]
Dane konsystentne z termojądrową eksplozją pojedynczego (!?) białego karła CO.Żadnych śladów obecności drugiego składnika! (tylko górne limity)
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 15 / 20
Ograniczenia obserwacyjne na układ(?) progenitora
Co wiemy po SN2011fe?1 supernowa wybucha w „czystym” ośrodku międzygwiazdowym(arXiv:1112.0247, EVLA)
2 progenitor: Rp < 0.02 R, towarzysz: Rc < 0.1 R (Xray)3 progenitor: ρ > 104g/cm3, Teff <∼ 105 K4 system: utrata masy M <∼ 6× 10−10M/rok (EVLA, radio)5 odległość pomiędzy składnikami a > 0.1 R [sprzeczność z (2) ?]
Dane konsystentne z termojądrową eksplozją pojedynczego (!?) białego karła CO.Żadnych śladów obecności drugiego składnika! (tylko górne limity)
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 15 / 20
Ograniczenia obserwacyjne na układ(?) progenitora
Co wiemy po SN2011fe?1 supernowa wybucha w „czystym” ośrodku międzygwiazdowym(arXiv:1112.0247, EVLA)
2 progenitor: Rp < 0.02 R, towarzysz: Rc < 0.1 R (Xray)3 progenitor: ρ > 104g/cm3, Teff <∼ 105 K4 system: utrata masy M <∼ 6× 10−10M/rok (EVLA, radio)5 odległość pomiędzy składnikami a > 0.1 R [sprzeczność z (2) ?]
Dane konsystentne z termojądrową eksplozją pojedynczego (!?) białego karła CO.Żadnych śladów obecności drugiego składnika! (tylko górne limity)
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 15 / 20
Ten model nie zgadza się z obserwacjami SN2011fe !
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 16 / 20
Te modele nie zostały wykluczone, ale brak ich potwierdzenia.
Zródło: Mario Hamuy, Nature 480, 328–329 (15 December 2011) doi:10.1038/480328a
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 17 / 20
Sytuacja po SN2011fe
Możliwe scenariusze teoretycznesupernowa Ia to złączenie (ang. merger) pary białych karłów CO(węglowo-tlenowych)1 całkowity brak wodoru i helu w widmie oczywisty2 emisja fal grawitacyjnych mechanizmem opóźniającym z τ ∼ 1 mld lat3 suma mas składników decyduje o skalowaniu jasności maksymalnej4 progenitor o małej jasności trudny do wykrycia na drodze obserwacyjnej
progeniotorem supernowej typu Ia jest układ podwójny z donorem o małejmasie, a eksplozja inicjowana w niestandardowy (?) sposób
„normalna” supernowa Ia to faktycznie dwa różne zjawiska astrofizyczne,natomiast SN2011fe to reprezentant jednego z nich
renesans modeli „egzotycznych” np: silnie rotujące białe karły z M > MCh,detonacja helowego białego karła
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 18 / 20
Sytuacja po SN2011fe
Możliwe scenariusze teoretycznesupernowa Ia to złączenie (ang. merger) pary białych karłów CO(węglowo-tlenowych)1 całkowity brak wodoru i helu w widmie oczywisty2 emisja fal grawitacyjnych mechanizmem opóźniającym z τ ∼ 1 mld lat3 suma mas składników decyduje o skalowaniu jasności maksymalnej4 progenitor o małej jasności trudny do wykrycia na drodze obserwacyjnej
progeniotorem supernowej typu Ia jest układ podwójny z donorem o małejmasie, a eksplozja inicjowana w niestandardowy (?) sposób
„normalna” supernowa Ia to faktycznie dwa różne zjawiska astrofizyczne,natomiast SN2011fe to reprezentant jednego z nich
renesans modeli „egzotycznych” np: silnie rotujące białe karły z M > MCh,detonacja helowego białego karła
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 18 / 20
Sytuacja po SN2011fe
Możliwe scenariusze teoretycznesupernowa Ia to złączenie (ang. merger) pary białych karłów CO(węglowo-tlenowych)1 całkowity brak wodoru i helu w widmie oczywisty2 emisja fal grawitacyjnych mechanizmem opóźniającym z τ ∼ 1 mld lat3 suma mas składników decyduje o skalowaniu jasności maksymalnej4 progenitor o małej jasności trudny do wykrycia na drodze obserwacyjnej
progeniotorem supernowej typu Ia jest układ podwójny z donorem o małejmasie, a eksplozja inicjowana w niestandardowy (?) sposób
„normalna” supernowa Ia to faktycznie dwa różne zjawiska astrofizyczne,natomiast SN2011fe to reprezentant jednego z nich
renesans modeli „egzotycznych” np: silnie rotujące białe karły z M > MCh,detonacja helowego białego karła
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 18 / 20
Sytuacja po SN2011fe
Możliwe scenariusze teoretycznesupernowa Ia to złączenie (ang. merger) pary białych karłów CO(węglowo-tlenowych)1 całkowity brak wodoru i helu w widmie oczywisty2 emisja fal grawitacyjnych mechanizmem opóźniającym z τ ∼ 1 mld lat3 suma mas składników decyduje o skalowaniu jasności maksymalnej4 progenitor o małej jasności trudny do wykrycia na drodze obserwacyjnej
progeniotorem supernowej typu Ia jest układ podwójny z donorem o małejmasie, a eksplozja inicjowana w niestandardowy (?) sposób
„normalna” supernowa Ia to faktycznie dwa różne zjawiska astrofizyczne,natomiast SN2011fe to reprezentant jednego z nich
renesans modeli „egzotycznych” np: silnie rotujące białe karły z M > MCh,detonacja helowego białego karła
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 18 / 20
Sytuacja po SN2011fe
Możliwe scenariusze teoretycznesupernowa Ia to złączenie (ang. merger) pary białych karłów CO(węglowo-tlenowych)1 całkowity brak wodoru i helu w widmie oczywisty2 emisja fal grawitacyjnych mechanizmem opóźniającym z τ ∼ 1 mld lat3 suma mas składników decyduje o skalowaniu jasności maksymalnej4 progenitor o małej jasności trudny do wykrycia na drodze obserwacyjnej
progeniotorem supernowej typu Ia jest układ podwójny z donorem o małejmasie, a eksplozja inicjowana w niestandardowy (?) sposób
„normalna” supernowa Ia to faktycznie dwa różne zjawiska astrofizyczne,natomiast SN2011fe to reprezentant jednego z nich
renesans modeli „egzotycznych” np: silnie rotujące białe karły z M > MCh,detonacja helowego białego karła
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 18 / 20
Przypomnienie; fałszywa interpretacja obserwacji Cefeid
To co dotychczas traktowano jako jedną „świecę standardową” (Cefeida)okazało się dwoma różnymi typami gwiazd.
Skutek: rewizja stałej Hubble’a H0 o rząd wielkości!
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 19 / 20
Konkluzje
1 przypadek SN 2011 fe pokazuje, że:(I) preferowany kanał eksplozji to merger
LUB/I(II) istnieją co najmniej dwa kanały eksplozji
2 w przypadku (II) (gdy istnieją dwa podobne zjawiska) ich relatywny wkład dotypu Ia może być zmienny w czasie, a procedura kalibracji różna
3 reaktywacja modeli alternatywnych: dywersyfikacja i radiacja nowych modelinumerycznych ( http://www.mpa-garching.mpg.de/hydro/NucAstro/ )
4 dalszy postęp w zrozumieniu supernowych typu Ia i ich związku z kosmologiązależy od sporadycznych obserwacji pobliskich (d < 10 Mpc) zdarzeń orazpostępów w symulacjach numerycznych
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 20 / 20
Konkluzje
1 przypadek SN 2011 fe pokazuje, że:(I) preferowany kanał eksplozji to merger
LUB/I(II) istnieją co najmniej dwa kanały eksplozji
2 w przypadku (II) (gdy istnieją dwa podobne zjawiska) ich relatywny wkład dotypu Ia może być zmienny w czasie, a procedura kalibracji różna
3 reaktywacja modeli alternatywnych: dywersyfikacja i radiacja nowych modelinumerycznych ( http://www.mpa-garching.mpg.de/hydro/NucAstro/ )
4 dalszy postęp w zrozumieniu supernowych typu Ia i ich związku z kosmologiązależy od sporadycznych obserwacji pobliskich (d < 10 Mpc) zdarzeń orazpostępów w symulacjach numerycznych
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 20 / 20
Konkluzje
1 przypadek SN 2011 fe pokazuje, że:(I) preferowany kanał eksplozji to merger
LUB/I(II) istnieją co najmniej dwa kanały eksplozji
2 w przypadku (II) (gdy istnieją dwa podobne zjawiska) ich relatywny wkład dotypu Ia może być zmienny w czasie, a procedura kalibracji różna
3 reaktywacja modeli alternatywnych: dywersyfikacja i radiacja nowych modelinumerycznych ( http://www.mpa-garching.mpg.de/hydro/NucAstro/ )
4 dalszy postęp w zrozumieniu supernowych typu Ia i ich związku z kosmologiązależy od sporadycznych obserwacji pobliskich (d < 10 Mpc) zdarzeń orazpostępów w symulacjach numerycznych
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 20 / 20
Konkluzje
1 przypadek SN 2011 fe pokazuje, że:(I) preferowany kanał eksplozji to merger
LUB/I(II) istnieją co najmniej dwa kanały eksplozji
2 w przypadku (II) (gdy istnieją dwa podobne zjawiska) ich relatywny wkład dotypu Ia może być zmienny w czasie, a procedura kalibracji różna
3 reaktywacja modeli alternatywnych: dywersyfikacja i radiacja nowych modelinumerycznych ( http://www.mpa-garching.mpg.de/hydro/NucAstro/ )
4 dalszy postęp w zrozumieniu supernowych typu Ia i ich związku z kosmologiązależy od sporadycznych obserwacji pobliskich (d < 10 Mpc) zdarzeń orazpostępów w symulacjach numerycznych
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 20 / 20
Slajdy dodatkowe
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 1 / 5
połączenie 3 głównych źródełinformacji o Wszechświecie:— supernowych Ia(SNe)— formowania się struktur(BAO)— mikrofalowegopromieniowania tła(CMB) — założenia o płaskości(Flat)
M. Kowalski (Supernova Cosmology Project) jest zaproszonym speake-rem na szkole w Zakopanem (19-27 maja 2012).
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 2 / 5
połączenie 3 głównych źródełinformacji o Wszechświecie:— supernowych Ia(SNe)— formowania się struktur(BAO)— mikrofalowegopromieniowania tła(CMB) — założenia o płaskości(Flat)
M. Kowalski (Supernova Cosmology Project) jest zaproszonym speake-rem na szkole w Zakopanem (19-27 maja 2012).
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 2 / 5
Czego należy spodziewać się w okolicy SN Ia ?
Nowa helowa V445 Pup po eksplozji (2005-2007)
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 3 / 5
Czego należy spodziewać się w okolicy SN Ia ?
Nowa helowa V445 Pup po eksplozji (2005-2007)
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 3 / 5
Czego należy spodziewać się w okolicy SN Ia ?
Nowa helowa V445 Pup po eksplozji (2005-2007)
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 3 / 5
Czego należy spodziewać się w okolicy SN Ia ?
Nowa helowa V445 Pup po eksplozji (2005-2007)
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 3 / 5
H0 versus Λ
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 4 / 5
H0 versus Λ
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 4 / 5
A. Odrzywołek (ZTWiA, IFUJ) Supernowe Ia i kosmologia PTF Kraków, 19.04.2012 5 / 5