astro-ph/0602552: новый остаток сверхновой

[Дмитрий Вибе]

Там на неведомых дорожках следы невиданных спектрей,
И неизвестны оболочки висят без окон, без дверей.

Название статьи почти такое же длинное, как и она сама:

Tentative Discovery of a New Supernova Remnant in Cepheus: Unveiling an Elusive Shell in the Spitzer Galactic First Look Survey

Patrick W. Morris, Susan Stolovy, Stefanie Wachter, Alberto Noriega-Crespo, Thomas G. Pannuti, D.W. Hoard

На снимках обзора Galactic First Look Survey ("Спитцер") обнаружена аксиально симметричная газовая оболочка в созвездии Цефея (вообще, добровольное указание созвездия, по-моему, встречается нечасто!). Размеры -- 86'' x 75''. Объект демонстрирует поярчение к краю вдоль малой оси и отчетливо виден в диапазоне около 24 микрон, но отсутствует на изображениях в диапазоне 3.6, 4.5, 5.8, 8.0, 70 и 160 микрон. Оболочка состоит из ионизованного газа, причем на 24 микронах видна благодаря исключительно излучению трехкратно ионизованного кислорода. В спектре также видны слабые линии Ne III, S III и Ne V. Излучение пыли отсутствует. Определить расстояние непосредственно невозможно, но косвенные соображения наиболее согласуются с предположением о том, что это остаток сверхновой на расстоянии не менее 10 кпк и на высоте около 400 пк над Галактическим диском. Это первый остаток сверхновой, обнаруженный по ИК-наблюдениям. Кинематический возраст остатка примерно тот же, что у Кассиопеи А, то есть он очень молодой. Его открытие может объяснить, почему у нас в Галактике до сих пор известно так мало наблюдаемых сверхновых или их молодых остатков.

[polar]

Там на неведомых дорожках следы невиданных спектрей,
И неизвестны оболочки висят без окон, без дверей.

Название статьи почти такое же длинное, как и она сама:

Tentative Discovery of a New Supernova Remnant in Cepheus: Unveiling an Elusive Shell in the Spitzer Galactic First Look Survey

Patrick W. Morris, Susan Stolovy, Stefanie Wachter, Alberto Noriega-Crespo, Thomas G. Pannuti, D.W. Hoard

На снимках обзора Galactic First Look Survey ("Спитцер") обнаружена аксиально симметричная газовая оболочка в созвездии Цефея (вообще, добровольное указание созвездия, по-моему, встречается нечасто!). Размеры -- 86'' x 75''. Объект демонстрирует поярчение к краю вдоль малой оси и отчетливо виден в диапазоне около 24 микрон, но отсутствует на изображениях в диапазоне 3.6, 4.5, 5.8, 8.0, 70 и 160 микрон. Оболочка состоит из ионизованного газа, причем на 24 микронах видна благодаря исключительно излучению трехкратно ионизованного кислорода. В спектре также видны слабые линии Ne III, S III и Ne V. Излучение пыли отсутствует. Определить расстояние непосредственно невозможно, но косвенные соображения наиболее согласуются с предположением о том, что это остаток сверхновой на расстоянии не менее 10 кпк и на высоте около 400 пк над Галактическим диском. Это первый остаток сверхновой, обнаруженный по ИК-наблюдениям. Кинематический возраст остатка примерно тот же, что у Кассиопеи А, то есть он очень молодой. Его открытие может объяснить, почему у нас в Галактике до сих пор известно так мало наблюдаемых сверхновых или их молодых остатков.

400 пк? Они могут определить это после типа I или II?

[Дмитрий Вибе]

Они пишут:

Если это оболочка АВГ или планетарная туманность, пошто мы тогда не видим пыли? Да и граница оболочки чересчур четкая, нет линий, которые наблюдаются в ИК-спектрах планетарных туманностей и пр. Больше похоже остаток сверхновой. Но для такого размера его нужно относить не менее чем на 10 кпк от нас, что при галактической широте в 2.25 градуса транслируется в высоту над диском в 400 пк. Правильная форма говорит о молодости и т.д.

Он чегой-то там сложил, потом умножил, подытожил
И сказал, что я судился десять раз 
(с) Высоцкий

[polar]

Его открытие может объяснить, почему у нас в Галактике до сих пор известно так мало наблюдаемых сверхновых или их молодых остатков.

Вряд ли. Это же, похоже, тип Ia, а большинство должно относиться к типу II или Ib/c.

Спасибо за наводку. Пишу по этому делу новость для Элементов.

[polar]

http://xray.sai.msu.ru/~polar/sci_rev/129.html

[Дмитрий Вибе]

Вряд ли. Это же, похоже, тип Ia, а большинство должно относиться к типу II или Ib/c.

Да, но если мы с таким трудом находим остатки Ia, то и остатков II или Ib/c много прячется.

[polar]

Вряд ли. Это же, похоже, тип Ia, а большинство должно относиться к типу II или Ib/c.

Да, но если мы с таким трудом находим остатки Ia, то и остатков II или Ib/c много прячется.

не факт.

1. они должны быть ближе к плоскости
2. вокруг может быть больше вещества

[Дмитрий Вибе]

1. они должны быть ближе к плоскости
2. вокруг может быть больше вещества

Так это еще более усложняет поиск! Архаров же со товарищи нашли в какой-то галактике сверхновую (SN 2002cv), у которой даже сама вспышка была только в ИК видна. Нам же много не надо, еще бы штук пять молодых остатков найти.

[polar]

1. они должны быть ближе к плоскости
2. вокруг может быть больше вещества

Так это еще более усложняет поиск! Архаров же со товарищи нашли в какой-то галактике сверхновую (SN 2002cv), у которой даже сама вспышка была только в ИК видна. Нам же много не надо, еще бы штук пять молодых остатков найти.

Ну там могло быть просто поглощение большое.

[Markab]

Определить расстояние непосредственно невозможно, но косвенные соображения наиболее согласуются с предположением о том, что это остаток сверхновой на расстоянии не менее 10 кпк и на высоте около 400 пк над Галактическим диском.

Дмитрий, а каким образом и с какой точностью определяются расстояния до остатков сверхновых? (Напимер, с помощью эффекта Доплера можно определить скорость расширения туманности, а промерив изменение углового размера лет за 10 можно оценить какому расстоянию это соответствует и тем самым определить дистанцию до объекта. Но это слишком долго.)

Кинематический возраст остатка примерно тот же, что у Кассиопеи А, то есть он очень молодой. Его открытие может объяснить, почему у нас в Галактике до сих пор известно так мало наблюдаемых сверхновых или их молодых остатков.

Это возраст определенный по модели Седова, или из предположения о линейности распространения ударной волны?

[Markab]

И еще один вопрос. Можно ли определить по анализу химического состава остатка к какому типу сверхновая принадлежала, ведь у сверхновых I и II типа совсем разный состав оболочки? Насколько мне известно только две галактические сверхновые были отнесены к типу Ia, это сверхновая Волка 1006( по оценке блеска в максимуме) и 1572 года(по построенной кривой блеска - видел обзор Сергея Попова). Что можно прочесть по этой теме?   

[Дмитрий Вибе]

Ну там могло быть просто поглощение большое.

Да нет, вроде восемь величин всего (ненамеренно четыре слова подряд на букву "в"!).

Markab, Вам завтра отвечу, хорошо? Тут надо порыться в И-нете, а я на GPRS. Если коротко, единого способа определения расстояний не существует; по движению оболочки определяли расстояние до Лебедя. Расстояние и возраст этого конкретного остатка определены, как говорил один мой преподаватель, с точностью до одной коровы. Остальное -- завтра.

[Markab]

Да, похоже с определением расстояний до остатков большая неопределенность. Очень интересный  препринт:
W. Bednarek & M. Bartosik// Gamma-rays from the pulsar wind nebulae//astro-ph/0304049 v1 2 Apr 2003.

Вот что авторы пишут по поводу оценки расстояния до остатка.
The supernova remnant MSH15-52, associated with the pulsar PSR 1509-58, has complex structure observed by many experiments in the radio and X-ray bands... The distance to this object is put in the range 4.2 kpc (kinematics of H I, Caswell et al. 1975) up to 5.9 kpc (dispersion measure, Taylor & Cordes 1993).

То есть, оценка сверху и с низу отличаются примерно в 1.5 раза. Но это еще ерунда.

Вот как обстояли(=ят?) дела с определением расстояния до остатка RX J1713.7–3946.
Flat Spectrum X-ray Emission from the Direction of a Molecular Cloud Associated with SNR RX J1713.7−3946 // astro-ph/0208049 v2 24 Aug 2002.
The distance to cloud A (VLSR= −94 km s−1) was kinematically estimated to be 6.3±0.4 kpc by using the standard Galactic rotation curve (Slane et al. 1999). Thus, if the molecular cloud and the supernova remnant are indeed physically associated, the distance to RX J1713.7−3946 could be significantly larger than the original estimate of about 1 kpc based on an absorbing column-density value (Koyama et al. 1997).

Для этого остатка оценка расстояния отличается в 6(!) раз. Получается, что надежных методов определения расстояния до остаков сверхновых нет?

Не менее интересная ситуация с остатком CTB 80 и связанного с ним пульсаром PSR 1951+32. Авторы проводят попытку моделирования полного спектра излучения остатка, полагая известными(и подбирая по аналогии) параметры остатка: расстояние, возраст, скорость расширения остатка и т.д. Ситуация получается крайне запутанной: во первых, нет единого мнения по оценке возраста остатка. Если посчитать возраст по модели Седова или оценить сверху по замедлению вращения пульсара, то получается врзраст порядка ста тысяч лет. Если же посчитать возраст по рентгеновской туманности, которую подсвечивает пульсар, то остаток можно связать со сверхновой 1408 года, правда при этом радиотуманность получается не связанной с остатком. Но самое интересное в том, что авторам не удалось получить совпадение в моделируемом рентгеновском спектре источника для обоих вариантов набора параметров, хотя на других остатках, моделируемые спектры хорошо соответствовали наблюдаемым. Следовательно, причина таких несоответствий заключена в неверной оценке входных параметров.

[bob]

Ув. Markab, относительно надёжный метод - это только параллакс. Вас же не удивляет, что "размеры" М31 и расстояние за последние 50 лет "изменились" почти в два раза. Первая прикидка постоянной Хаббла отличалась от современной почти на порядок, и первая шкала расстояний по цефеидам давала ошибку раза в два. Плюс оценка поглощения средой. Слышал, что один известный наблюдатель, узнав, что его шкала отличалась от уточнённой на несколько процентов, свёл счёты с жизнью. Так что почти точно мы знаем только скорости относительно нас по доплеру

[ущеко]

Ув. Markab, относительно надёжный метод - это только параллакс. Вас же не удивляет, что "размеры" М31 и расстояние за последние 50 лет "изменились" почти в два раза. Первая прикидка постоянной Хаббла отличалась от современной в пять раз, и первая шкала расстояний по цефеидам давала ошибку раза в два. Плюс оценка поглощения средой. Слышал, что один известный наблюдатель, узнав, что его шкала отличалась от уточнённой на несколько процентов, свёл счёты с жизнью. Так что почти точно мы знаем только скорости относительно нас по доплеру

А скорости ли?
Только смещение полос в спектральной картине.

[Дмитрий Вибе]

Для этого остатка оценка расстояния отличается в 6(!) раз. Получается, что надежных методов определения расстояния до остаков сверхновых нет?

Я бы сказал так. Мы с большей или меньшей степнью достоверности можем измерять расстояния до звезд и звездных систем (скопления, галактики). Для далеких "незвездных" объектов (всяческие газо-пылевые образования, включая остатки) -- порядка килопарсека -- есть упомянутый в одной из цитат кинематический метод: лучевая скорость объекта приписывается его орбитальному движению, из этого находится скорость вращения, которая сопоставляется с расстоянием при наличии известной кривой вращения. Внутри солнечного радиуса этот метод дает неоднозначное решение (два корня квадратного уравнения). Способы измерения расстояний до близких "незвездных объектов" практически отсутствуют.

[polar]

http://elementy.ru/news/430143

Надеюсь, что не сильно наврал.

[bob]

Если это планетарка, то она на порядок ближе. Тогда наша "плюс-минус корова" растягивается изрядно. Тридцать три коровы получается...

[Markab]

Ув. Markab, относительно надёжный метод - это только параллакс.  Первая прикидка постоянной Хаббла отличалась от современной почти на порядок, и первая шкала расстояний по цефеидам давала ошибку раза в два. Плюс оценка поглощения средой.

Согласен, но параллакс работает только на сравнительно небольших расстояниях. Едва ли даже с нынешней точностью орбитальных спутников мы можем определить расстояние до 1 кпс. К тому же, компактные объекты в оптике не видны, а насколько мне известно, рентгеновские телескопы обладают значительно меньшей разрешающей способностью, чем оптические, поэтому определить расстояние методом параллакса до интересующих нас рентгеновских источников будет невозможно.

[bob]

Да, конечно.

[Markab]

Я бы сказал так. Мы с большей или меньшей степнью достоверности можем измерять расстояния до звезд и звездных систем (скопления, галактики). Для далеких "незвездных" объектов (всяческие газо-пылевые образования, включая остатки) -- порядка килопарсека -- есть упомянутый в одной из цитат кинематический метод: лучевая скорость объекта приписывается его орбитальному движению, из этого находится скорость вращения, которая сопоставляется с расстоянием при наличии известной кривой вращения. Внутри солнечного радиуса этот метод дает неоднозначное решение (два корня квадратного уравнения). Способы измерения расстояний до близких "незвездных объектов" практически отсутствуют.

Спасибо за разяъяснение. И все же, с какой точностью(погрешностью) мы находим расстояния до этих объектов? Понятно, что ошибка в 1 кпс на расстоянии в 10 кпс соответсвует весьма приличной точности в 10%, но при расстоянии ~1 кпс погрешность составляет 100% и фактически, мы получаем всего лишь оценку сверху. Существует ли общепринятое мнение по этому вопросу?

Способы измерения расстояний до близких "незвездных объектов" практически отсутствуют.

Близкие это расстояние .LE. 1 кпс?    

[Дмитрий Вибе]

Если это планетарка, то она на порядок ближе. Тогда наша "плюс-минус корова" растягивается изрядно. Тридцать три коровы получается...

Ну, накинулись на бедных наблюдателей... Их дело было -- привлечь внимание общественности к интересному объекту!

[bob]

Ну, накинулись на бедных наблюдателей...

Наблюдатель, оценивающий расстояние до объекта по косвенным признакам, - это уже интерпретатор. Так что я поддел интерпретаторов по совместительству в лице наблюдателей.

[Markab]

Неожиданно задумался вот над каким вопросом. Когда выделяется бОльшая энергия: при взрыве сверхновой типа Ia, Ib/c и II?
Сверхновые первого типа гораздо более яркие в масимуме, однако если проинтегрировать яркость по времени, вероятнее, большей энергией будут обладать сверхновые второго типа. С другой стороны - видимая яркость вещь весьма не репрезентативная - состав внешних оболчек, которые перерабатывают излучение сверхновой у первого и второго типов совсем разный, поэтому профиль излучения двух сверхновых будет соответсвовать разным температурам и возможно(?) будет отличаться от чернотельного.
В принципе, энергия взрыва сверхновых типа Ib/c и II должна быть выше, поскольку масса коллапсирующего вещества больше, в то время как масса коллапсирующего БК постоянна.
Насколько правильны эти рассуждения?

[Дмитрий Вибе]

И все же, с какой точностью(погрешностью) мы находим расстояния до этих объектов? Понятно, что ошибка в 1 кпс на расстоянии в 10 кпс соответсвует весьма приличной точности в 10%, но при расстоянии ~1 кпс погрешность составляет 100% и фактически, мы получаем всего лишь оценку сверху. Существует ли общепринятое мнение по этому вопросу?

Сам я этим не занимаюсь, могу только высказать предположение. Понятно, что у кинематических расстояний два аспекта --  лучевая скорость объекта и кривая вращения, по которой лучевая скорость переводится в расстояние. Лучевую скорость, скорее всего, в большинстве случаев мы измеряем с хорошей точностью. Вероятно, большая часть неопределенности связана с кривой вращения, относительно которой общего мнения как раз нет. Уточню, опять же, завтра   Еще раз хочу подчеркнуть, что для объектов внутри солнечного радиуса однозначного кинематического расстояния не существует, хотя в большинстве случаев всякие дополнительные соображения позволяют выбрать из двух оценок более адекватную.

Вне солнечного радиуса недавно было относительно точно определено расстояние до комплекса W3(OH) в рукаве Персея. Расстояние 2 кпк определено с объявленной точностью 2% -- по наблюдениям мазеров. Предыдущие оценки колебались от 2 до 4 кпк.

Близкие это расстояние .LE. 1 кпс?    

Да, где-то так. Для известной глобулы B68, например, оценки расстояния варьируются от 80 до 130 пк. А как ее зацепить? Своей звезды в ней нет, ни с каким скоплением или хотя бы со звездной группой она не ассоциирована...

[Markab]

Понятно, что у кинематических расстояний два аспекта --  лучевая скорость объекта и кривая вращения, по которой лучевая скорость переводится в расстояние. Лучевую скорость, скорее всего, в большинстве случаев мы измеряем с хорошей точностью. Вероятно, большая часть неопределенности связана с кривой вращения, относительно которой общего мнения как раз нет. Уточню, опять же, завтра  

Дмитрий, а не могли бы Вы дать ссылочку на какой нибудь препринтик. Итересного очень много, но дергать Вас по мелочным вопросам как то не удобно.

Еще раз хочу подчеркнуть, что для объектов внутри солнечного радиуса однозначного кинематического расстояния не существует, хотя в большинстве случаев всякие дополнительные соображения позволяют выбрать из двух оценок более адекватную.

Это весьма существенное замечание, поскольку бОльшая часть остатков(не считая шаровики), расположены внутри солнечного радиуса.

[Дмитрий Вибе]

И еще один вопрос. Можно ли определить по анализу химического состава остатка к какому типу сверхновая принадлежала, ведь у сверхновых I и II типа совсем разный состав оболочки? Насколько мне известно только две галактические сверхновые были отнесены к типу Ia, это сверхновая Волка 1006( по оценке блеска в максимуме) и 1572 года(по построенной кривой блеска - видел обзор Сергея Попова). Что можно прочесть по этой теме?   

Вспомнил, что являюсь счастливым обладателем книги Т.А. Лозинской "Сверхновые звезды и звездный ветер. Взаимодействие с газом Галактики". Там эти вопросы рассматриваются подробно, но книга, к сожалению, несколько уже устарела (1986), так что даже разделение сверхновых на Ia и Ib в нее добавлено было уже на этапе верстки. В статье "Supernova Remnants" из энциклопедии "Encyclopaedia of astronomy and astrophysics" молодые остатки сверхновых разделяются именно по химическому составу, точнее, по свойствам спектра. То есть, тип-то устанавливается по кривой блеска, но потом остатки именуются уже "остатками с бальмеровскими линиями" (тип Ia) и "остатками, богатыми кислородом" (тип II). Впрочем, как справедливо отмечает Т.А. Лозинская, при наличии двух-трех молодых остатков каждого типа говорить о систематике нужно с большой осторожностью. В старых остатках все уже настолько доминируется нагребенным газом, что природа взрыва не важна.

Автор статьи из "Encyclopaedia of astronomy and astrophysics" рекомендует обзор по остаткам Weiler and Sramer (Ann. Rev. Astron. Astrophys. 26 295-341). Обзор, судя по номеру тома, старый, но зато наверняка через ADS доступен бесплатно.

По кинаметическим расстояниям мне сегодня пообещали порекомендовать какой-нибудь обзор.

[Дмитрий Вибе]

Дмитрий, а не могли бы Вы дать ссылочку на какой нибудь препринтик. Итересного очень много, но дергать Вас по мелочным вопросам как то не удобно.

Обзор по кривым вращения спиральных галактик
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0010594

Разрешение неоднозначности в кинематических расстояниях
http://arxiv.org/abs/astro-ph/0511712
На рис. 3 там нанесены ошибки в кинематических расстояниях, которые проистекли бы из-за неучета пекулярной скорости в 10 км/с

Вот еще короткая статейка
http://www.rssd.esa.int/SA/GAIA/docs/Gaia_2004_Proceedings/Gaia_2004_Proceedings_191.pdf

На верхней панели рис. 1 весьма красноречивая кривая вращения нашей Галактики

[Markab]

Большое спасибо, Дмитрий! Сегодня же займусь изучением.

[Дмитрий Вибе]

Статья другая, но тема та же -- новый остаток сверхновой.

astro-ph/0604186
A "Missing" Supernova Remnant revealed by the 21-cm Line of Atomic Hydrogen
B-C Koo, J-h Kang and C.J. Salter
Astrophysical Journal Letters

Хотя в Млечном Пути должно быть 20-30 тыс. остатков сверхновых, в настоящее время известно только около 230. Это означает, что большая часть остатков избегает обнаружения. Недавно авторы предположили, что небольшие (~1^o), слабые высокоскоростные особенности, видимые в крупномасштабных обзорах плоскости Галактики на длине волны 21 см, могут быть примерами таких "пропущенных остатков". В статье сообщается о наблюдениях с высоким угловым разрешением кандидата в остатки FVW 190.2+1.1, который оказался оболочкой, расширяющейся со скоростью (~80 км/с). Параметры оболочки согласуются с предположением о том, что FVW 190.2+1.1 -- остаток вспышки сверхновой на окраине Галактики, произошедшей около 300 тыс. лет назад. Ни в одном другом диапазоне оболочка не видна, из чего следует, что это представитель очень старых остатков. FVW 190.2+1.1 один из сотни подобных объектов, недавно обнаруженных в плоскости Галактики. Многие из них также могут оказаться старыми остатками сверхновых.