SN 2008ax в NGC 4490

Архипов Арсений (2013-2014 уч. год)

Введение

Согласно Цвикки, средняя частота вспышек для всей наблюдательной совокупности галактик составляет одну вспышку в триста лет в одной галактике. По его мнению, эта частота мало меняется при переходе от одного морфологического типа к другому.
Между тем, имеются данные, на основе которых ряд авторов пришел к выводу, что частота вспышек у галактик типа Sc высокой светимости гораздо выше, чем средняя по всем галактикам. Получаются цифры порядка одной вспышки в тридцать лет на галактику. Цвикки решительно возражает против этого вывода, утверждая, что лишь некоторые отдельные галактики, например, NGC 6946, где наблюдалось уже четыре сверхновых, имеют особенно большую частоту вспышек. Действительно, наличие такой разновидности галактик может при поверхностном изучении вопроса создать впечатление, что у галактик Sc частота вспышек вообще очень велика.
Может быть, наиболее блестящее доказательство того, что среди галактик типа Sc встречаются объекты с особо большой частотой вспышек сверхновых, было получено в Бюраканской обсерватории. Именно, в галактике NGC 2276 за период 6.5 лет (1962 – 1968) было обнаружено три сверхновых. При этом наблюдения совсем не производились в 1963 и 1965 гг., а если судить более строго, то получается, что сумма отрезков времени, покрытая бюраканскими снимками этой галактики, едва превышает один год с небольшим. Даже если допустить, что на одну галактику типа Sc за 20 лет приходится в среднем одна сверхновая, то вероятность обнаружения 3 сверхновых за полтора года в случайно взятой такой галактике будет 1/15000, а математическое ожидание числа таких галактик среди 200 галактик типа Sc с наибольшей видимой яркостью будет всего 1/75. Учитывая, что NGC 2276 внесена Арпом в его Атлас пекулярных галактик и имеет действительно очень своеобразное строение, мы должны предпочесть  предположение, что в NGC 2276 частота вспышек сверхновых особенно велика. Заметим, что эта галактика является сверхгигантом.
За последние 100 лет в М31 вспыхнул 1 сверхновая. С другой стороны, за последние 50 лет во всей Местной Группе не вспыхнуло ни одной сверхновой. Это означает, что средняя частота на одну галактику очень мала, порядка одной тысячной в год и даже меньше. В этом ничего удивительного нет, так как большинство галактик в Местной Группе карликовые. Как отмечает Цвикки, совершенно иначе будет обстоять дело, если мы отнесем к Местной Системе галактику NGC 6946, в которой за последние 100 лет наблюдалось 4 вспышки. [1]

Галактика NGC 4490 является сейфертовской галактикой 2 типа. [2]

Вопросы нестационарности внегалактических объектов привлекает к себе большое внимание астрофизиков. У целого ряда ядер сейфертовских галактик найдены изменения потока излучения в оптическом и инфракрасном диапазонах длин волн. Однако многие детали этих изменений и причины их еще не вполне ясны. В связи с этим нами и было предпринято изучение переменности ядра NGC 4490.
Известно, что большинство ядер сейфертовских галактик изменяет свой блеск в оптической области спектра. Наиболее полные UBV- данные о фотометрической переменности их собраны Лютым, который отмечает следующее: а) амплитуда изменений больше при наблюдениях с меньшей диафрагмой, что свидетельствует о переменности именно ядер галактик; б) изменения блеска сопровождаются изменением цвета. [4]
Наблюдения ядра спиральной галактики Маркарян № 10 проводились с ноября 1969 по октябрь 1970 г. Ее спектр аналогичен спектрам сейфертовских галактик.
За год блеск ядра галактики уменьшился на 0.m15  фильтре V и на 0.m3 в фильтре В. Показатель цвета В-V в среднем составил 0.m63 с амплитудой 0.m06. [5]

Таблица 1. С 1969 по 1971 годы наблюдались сейфертовские галактики [6]

Галактика

DV

D(B-V)

B-V

NGC 3516

0.25

0.18

0.7

NGC 5548

0.18

0.22

0.6

II Zw 136

0.21

0.16

0.2

NGC 4151

0.42

0.37

0.7

В таблице 1:

DV – амплитуда изменения блеска ядра галактики в фильтре V;

D(B-V) – амплитуда изменения показателя цвета;

B-V - усредненный показатель цвета ядра.

Таблица 2. В 1967 – 1970 годах на Крымской станции ГАИШ проводились наблюдения 10 сейфертовских галактик. [7]

Галактика

Диаметр дифрагмы в ('')

B - V

NGC 1068

11

1.00

NGC 1275

5

0.63

NGC 3227

5

1.01

NGC 3516

5

0.76

NGC 4051

5

0.60

NGC 4151

5

0.49

NGC 5548

5

0.38

NGC 7469

5

0.46

Mrk 10

5

0.50

Mrk 79

5

0.43

Цель данной работы заключается не только в построении кривой падения блеска сверхновой SN 2008ax, но и попытаться обнаружить колебания яркости ядра сейфертовской галактики NGC 4490, в которой она вспыхнула.
Для решения этих задач мы использовали 12 наблюдений охватывающих интервал времени с марта 2008 г. по январь 2009 г.

Таблица 3. Галактическое поглощение в направлении галактики NGC 4490 [3]

Bandpass                   B        V        R      

A_lambda  [mag]   0.093  0.072  0.058

Наблюдения

Рис. 1. Снимок получен 6.5.2008 на рефракторе:  D = 100 мм. F = 1000 мм. 15 exp x 30 sec = 7m.5.

Рис. 2. Снимок получен 10.5.2008 на телескопе Максутова-Кассегрена (ТАЛ-3). D=200мм, F=1600мм, Canon-350D

Рис. 3. Снимок получен 23 января 2009 г. на Гавайском телескопе Фолкеса. Самарские школьники наблюдали  SN 2008ax, открытую 3 марта 2008 г. в NGC 4490. Масштаб изображения 0.2785 на пиксель

Изображения (рис. 3) получены в фильтрах B, V, R, I, H? c экспозицией по 240 сек, а в фильтре OIII время экспонирования составило 30 сек.
Кроме наших наблюдений NGC 4490 также имеется целый ряд изображений полученных другими авторами на протяжении нескольких лет.

Таблица 4. Наблюдения NGC 4490

Дата

Наблюдатели

1

6.3.2008

Torun

2

13.3.2008

Torun

3

14.3.2008

Simon Langton Grammar School for Boys

4

5.4.2008

Torun

5

23.4.2008

Langton Boys Students

6

24.4.2008

Norman Lockyer Observatory

7

2.5.2008

Paulet High School (Dfes No 4051)

8

5.5.2008

Тучин. Самара (Рефрактор D = 100 мм. F = 1000 мм)

9

6.5.2008

Тучин. Самара (Рефрактор D = 100 мм. F = 1000 мм)

10

10.5.2008

Бахтинов, Тучин. Самара (Рефлектор ТАЛ-3)

11

15.5.2008

Paulet High School (Dfes No 4051)

12

23.1.2009

Самара (FT)

Рис. 4. В качестве стандарта была выбрана звезда по № 6 [8]

Таблица 5. Звездные величины звезды сравнения

         Star                B        sB          V        sV          R         sR        

               6            16.02    0.03      15.00     0.02      14.47     0.02    

Обработка наблюдений

Таблица 6. Результаты наблюдений сверхновой SN 2008ax с учетом галактического поглощения

Дата/Фильтр

JD:2454000

B

sB

V

sV

R

sR

06.3.2008

532

17,39

0,06

15,73

0,10

15,46

0,02

13.3.2008

539

14,07

0,04

14,46

0,08

13,48

0,01

14.3.2008

540

14,64

0,06

-

-

13,72

0,03

05.4.2008

562

15,51

0,03

14,23

0,01

13,52

0,06

24.4.2008

581

16,23

0,02

14,93

0,01

14,28

0,01

02.5.2008

589

16,37

0,01

15,13

0,01

14,48

0,01

05.5.2008

592

-

-

15,08

0,03

14,63

0,13

06.5.2008

593

16,63

0,02

15,21

0,02

14,68

0,12

10.5.2008

597

16,75

0,12

15,39

0,10

14,74

0,05

15.5.2008

602

16,52

0,02

15,36

0,01

14,77

0,01

23.1.2009

855

-

-

-

-

19,39

0,31

Рис. 5. На графике [8] звездочками показаны результаты нашей обработки наблюдений

Из графика на рис. 5 хорошо видно, что результаты нашей обработки достаточно точно согласуются с наблюдениями других авторов.

Таблица 7. Результаты наблюдений ядра сейфертовской галактики NGC 4490 с учетом галактического поглощения. Диаметр диафрагмы: 594 пк.

Дата/Фильтр

JD:2454000

B

V

R

06.3.2008

532

17,20

18,77

16,36

13.3.2008

539

-

17,40

-

14.3.2008

540

16,39

-

-

05.4.2008

562

16,75

16,47

16,31

24.4.2008

581

16,77

16,53

16,26

02.5.2008

589

16,80

16,53

16,31

15.5.2008

602

16,78

16.47

16,28

23.1.2009

855

16,79

16,53

16,34

Из таблицы 7 видно, что за промежуток времени с 05.4.2008 по 23.1.2009, где результаты получены наиболее точно, колебания блеска малы и составляют: DB = 0.05; DV = 0.06; DR = 0.08.

Таблица 8. Показатель цвета ядра сейфертовской галактики NGC 4490

Дата/Фильтр

JD:2454000

B - V

V - R

06.3.2008

532

-1,57

2,41

05.4.2008

562

0,28

0,16

24.4.2008

581

0,24

0,27

02.5.2008

589

0,27

0,22

15.5.2008

602

0,31

0,19

23.1.2009

855

0,26

0,19

На основе анализа таблицы 8 можно сделать вывод, что ядро галактики является типично голубым как у сейфертовских галактик. Так, например для NGC 4036 и NGC 4041 показатель цвета B – V колеблется около 1, а V – R вблизи 0.5 [9]. В то время как у NGC 4490 ядро намного голубее. Амплитуда показателя цвета BV = 0.07. Что не очень велико.

Рис. 6. Направление профиля

Рис. 7. Наложение профилей в 4 фильтрах

Из рис. 7 видно, что центральная часть галактики состоит из двух ярких областей, одна из которых явно голубее, что не свойственно для ядер нормальных спиральных галактик.

Рис. 8. Изофоты в фильтрах: B, R, I, H?

Анализируя изофоты NGC 4490 (рис. 8) можно легко заметить мощные водородные облака, указанные на рисунке стрелками.

Заключение

Результаты нашей обработки SN 2008ax достаточно хорошо согласуются с наблюдениями других авторов и успешно дополняют кривую блеска.
Исследование ядра сейфертовской галактики NGC 4490 показало, что оно явно голубее, чем у нормальных спиральных галактик. Фотометрия профильными разрезами также это подтверждает.
На основе исследования галактики методом изофот было обнаружено несколько областей богатых водородными облаками.

Используемые источники

1. В. А. Амбарцумян. К статистике вспыхивающих объектов. Труды симпозиума, посвященного 60-летию академика В. А. Амбарцумяна. 1969 г.
2. Optical spectral atlas of Seyfert nuclei (Ho+ 1995).
3. NASA/IPAC EXTRAGALACTIC DATABASE.
4. М. К. Бабаджанянц, В. А. Гаген-Торн, В. М. Лютый. О переменности оптического излучения ядер сейфертовских галактик.
5. В. М. Лютый. Переменность ядра галактики Маркарян 10. Астрономически циркуляр № 592, 1970, октябрь 28.
6. В. М. Лютый. Фотоэлектрические наблюдения переменности ядер сейфертовских галактик.
7. А. В. Засов, В. М. Лютый. Фотометрия и некоторые особенности спиральных сейфертовских галактик за пределами ядра. Астрономический журнал, том 50, вып. 2, 1973 г. 
8. D. YU. TSVETKOV, … .  PHOTOMETRIC OBSERVATIONS AND MODELING
OF TYPE IIB SUPERNOVA 2008ax.
9. http://tutchin.narod.ru/astramat/sn2007gi.htm