Исследуя кривую блеска сверхновой типа Ia с максимумом в V = 12.3 и падением на 1.1 mag за 15 дней, оцените расстояние до события и обсудите основные источники погрешности этого дистанционного индикатора
Кратко: при допущении, что это «нормальная» Ia с типичным абсолютным максимумом, расстояние ~21 Мпк. Ниже — расчёт и основные источники погрешности. Допущения и исходные величины: - пик во внезвёздной полосе V: mV=12.3m_V=12.3mV=12.3. - падение за 15 дней: Δm15=1.1\Delta m_{15}=1.1Δm15=1.1 (типичное значение → стандартная Ia). - типичное абсолютное сияние для нормальной Ia в V берем примерно MV≈−19.3M_V\approx-19.3MV≈−19.3 (соответствует «стандартной» Ia при Δm15≈1.1\Delta m_{15}\approx1.1Δm15≈1.1). Расчёт расстояния: - расстоя modulus μ=mV−MV=12.3−(−19.3)=31.6\mu=m_V-M_V=12.3-(-19.3)=31.6μ=mV−MV=12.3−(−19.3)=31.6. - расстояние ddd в парсеках: d=10(μ+5)/5 pc=10(31.6+5)/5 pc=107.32 pc≈2.09×107 pc=20.9 Mpc.
d=10^{(\mu+5)/5}\ \mathrm{pc}=10^{(31.6+5)/5}\ \mathrm{pc}=10^{7.32}\ \mathrm{pc}\approx2.09\times10^{7}\ \mathrm{pc}=20.9\ \mathrm{Mpc}. d=10(μ+5)/5pc=10(31.6+5)/5pc=107.32pc≈2.09×107pc=20.9Mpc.
Итого: d≈21 Mpcd\approx21\ \mathrm{Mpc}d≈21Mpc (≈2.1×1072.1\times10^{7}2.1×107 pc). Основные источники погрешности и их влияние: - внутренняя дисперсия калибровки (Phillips relation): ≈0.12 − 0.150.12\!-\!0.150.12−0.15 mag; даёт ≈6 − 7%6\!-\!7\%6−7% по расстоянию. - неопределённость поглощения/покраснения (Galactic + host): ошибка в AVA_VAV в 0.1 − 0.30.1\!-\!0.30.1−0.3 mag даёт фактор 10ΔAV/510^{\Delta A_V/5}10ΔAV/5 ≈ 1.02 − 1.151.02\!-\!1.151.02−1.15 (2–15%). - использование Δm15\Delta m_{15}Δm15 в V вместо B и K‑коррекции при ненулевом z: систематическая погрешность до нескольких десятых маг. - фотометрические ошибки в mVm_VmV: обычно ≲0.050.050.05 mag → ≲2.5%2.5\%2.5%. - возможная нестандартность события (91bg‑подобные, 91T‑подобные): могут менять MVM_VMV на >0.3>0.3>0.3 mag (≳15% по расстоянию). Оценка суммарной погрешности: реалистичная суммарная случайно‑систематическая неопределённость ~0.2 − 0.30.2\!-\!0.30.2−0.3 mag → по расстоянию фактор 100.2/5 − 100.3/5≈1.10 − 1.1510^{0.2/5}\!-\!10^{0.3/5}\approx1.10\!-\!1.15100.2/5−100.3/5≈1.10−1.15, т.е. ≈10 − 15%10\!-\!15\%10−15% (консервативно до ~20%). Поэтому можно записать: d≈21 Mpc±(10 − 15%) (приблизительно 21±3 Mpc).
d\approx21\ \mathrm{Mpc}\pm(10\!-\!15\%)\ (\text{приблизительно }21\pm3\ \mathrm{Mpc}). d≈21Mpc±(10−15%)(приблизительно21±3Mpc). Рекомендации для улучшения точности: корректировать на поглощение (из цветового кривого или Na I D), использовать Δm15(B)\Delta m_{15}(B)Δm15(B) и современную калибровку Phillips relation, применять K‑коррекции и учитывать тип хозяина.
Допущения и исходные величины:
- пик во внезвёздной полосе V: mV=12.3m_V=12.3mV =12.3.
- падение за 15 дней: Δm15=1.1\Delta m_{15}=1.1Δm15 =1.1 (типичное значение → стандартная Ia).
- типичное абсолютное сияние для нормальной Ia в V берем примерно MV≈−19.3M_V\approx-19.3MV ≈−19.3 (соответствует «стандартной» Ia при Δm15≈1.1\Delta m_{15}\approx1.1Δm15 ≈1.1).
Расчёт расстояния:
- расстоя modulus μ=mV−MV=12.3−(−19.3)=31.6\mu=m_V-M_V=12.3-(-19.3)=31.6μ=mV −MV =12.3−(−19.3)=31.6.
- расстояние ddd в парсеках:
d=10(μ+5)/5 pc=10(31.6+5)/5 pc=107.32 pc≈2.09×107 pc=20.9 Mpc. d=10^{(\mu+5)/5}\ \mathrm{pc}=10^{(31.6+5)/5}\ \mathrm{pc}=10^{7.32}\ \mathrm{pc}\approx2.09\times10^{7}\ \mathrm{pc}=20.9\ \mathrm{Mpc}.
d=10(μ+5)/5 pc=10(31.6+5)/5 pc=107.32 pc≈2.09×107 pc=20.9 Mpc. Итого: d≈21 Mpcd\approx21\ \mathrm{Mpc}d≈21 Mpc (≈2.1×1072.1\times10^{7}2.1×107 pc).
Основные источники погрешности и их влияние:
- внутренняя дисперсия калибровки (Phillips relation): ≈0.12 − 0.150.12\!-\!0.150.12−0.15 mag; даёт ≈6 − 7%6\!-\!7\%6−7% по расстоянию.
- неопределённость поглощения/покраснения (Galactic + host): ошибка в AVA_VAV в 0.1 − 0.30.1\!-\!0.30.1−0.3 mag даёт фактор 10ΔAV/510^{\Delta A_V/5}10ΔAV /5 ≈ 1.02 − 1.151.02\!-\!1.151.02−1.15 (2–15%).
- использование Δm15\Delta m_{15}Δm15 в V вместо B и K‑коррекции при ненулевом z: систематическая погрешность до нескольких десятых маг.
- фотометрические ошибки в mVm_VmV : обычно ≲0.050.050.05 mag → ≲2.5%2.5\%2.5%.
- возможная нестандартность события (91bg‑подобные, 91T‑подобные): могут менять MVM_VMV на >0.3>0.3>0.3 mag (≳15% по расстоянию).
Оценка суммарной погрешности: реалистичная суммарная случайно‑систематическая неопределённость ~0.2 − 0.30.2\!-\!0.30.2−0.3 mag → по расстоянию фактор 100.2/5 − 100.3/5≈1.10 − 1.1510^{0.2/5}\!-\!10^{0.3/5}\approx1.10\!-\!1.15100.2/5−100.3/5≈1.10−1.15, т.е. ≈10 − 15%10\!-\!15\%10−15% (консервативно до ~20%). Поэтому можно записать:
d≈21 Mpc±(10 − 15%) (приблизительно 21±3 Mpc). d\approx21\ \mathrm{Mpc}\pm(10\!-\!15\%)\ (\text{приблизительно }21\pm3\ \mathrm{Mpc}).
d≈21 Mpc±(10−15%) (приблизительно 21±3 Mpc).
Рекомендации для улучшения точности: корректировать на поглощение (из цветового кривого или Na I D), использовать Δm15(B)\Delta m_{15}(B)Δm15 (B) и современную калибровку Phillips relation, применять K‑коррекции и учитывать тип хозяина.