(Achtung: teilweise mit Babelfish übersetzt!)
Meine Idee, das Spektrum einer Supernova aufzunehmen ist nun schon über vier Jahre alt. Im Sommer 2000 probierte ich ein neues Spielzeug, ein Gitter von Rainbow-Optics, an verschiedenen Sterne aus und gewann einige Spektren.
Die Kalibration der Spektren brauchte eine Weile, da ich einiges an Software entwickeln mußte, und natürlich keine Erfahrung hatte. Verglichen mit jenen relativ hellen Sternen, erscheint uns eine Supernova in einer fernen Galaxie hunderte mal schwächer (typisch < mag 15). Es bestand also wenig Hoffnung auf Erfolg.
Mit der Entdeckung der Supernova SN2004dj in NGC2403 ergab sich aber plötzlich eine Chance Anfang August 2004. Mit 12mag war sie vielversprechend hell. Die hellste seit 1993! Die absolut ungünstigste Position der Galaxie bei niedrigster Horizonthöhe ziemlich genau im Norden war ein wenig enttäuschend. Außerdem waren die Wetterbedingungen miserabel und wie üblich war ich auf so ein Ereignis nicht vorbereitet.
Erste Tests am 5. August ergaben kein Spektrum für das Objekt. Ich mußte die Länge der Spektren deutlich reduzieren, um genügend Photonen zu registrieren.
Das bedeutete, daß ich die Distanz zwischen Gitter und CCD kürzen mußte. Mit dem neuen Adapter half mir Manfred Ott mit seiner Drehbank. Das Wetter ließ mich eine weitere Woche bis zu den ersten Tests warten. Es funktionierte, aber zwei nervende Vordergrundsterne verdeckten die interessantesten Teile des Spektrums. Wolken in der nächsten Zeit vereitelten weitere Versuche.
Nun ja, es gäbe diese Seite nicht, wenn ich nicht endlich mal vorwärts gekommen wäre. Ein Stunde totaler Belichtungszeit lieferte das folgende Bild. Für Kalibrationszwecke nahm ich ein spectrum of 7.4mag Wolf-Rayet star WR136 auf, dem anregenden Stern von NGC6888, dem Crescent Nebel. Es zeigt prominente Emissionlinien bekannter Wellenläge, bezeichnet sind die Positionen von Hα (6563Å) und Hβ (4686Å).
Image and first oder spectra of NGC2403 and SN2004dj at indicated positions. Date 2004/08/23 0:15UT. 15 images of 4 min integration time were added. The second index marks also a faint disturbing foreground star. Camera SBig ST-8E, binning 2x2, telescope Newton 8inch f/4.6
Detail from image above, rotated 59.6 deg CW. This type of spectroscope has strong field curvature, therefore one does not focus on stars but on spectral lines.
Spectrum of SN2004d, 08/23/2004j. The peak at 5000 Angstrom is not a spectral feature. It results from the image of a foreground star.
Was können wir über die Supernova sagen, wenn wir ihr Spektrum betrachten? Die hervorstechende Eigenschaft, ist die ziemlich starke Emissionlinie von Hα bei 6563Å. Die Anwesenheit vom Wasserstoff, stuft den Supernova als Typ II ein, weil Typ I Sn keinen Wasserstoff in ihren Spektren zeigen. Die Absenkung auf der linken Seite der r starken Emissionlinie liegt auch an Hα. Dieses blauverschobene Licht oder genauer das absobierte Licht bei dieser Wellenlänge entsteht von den explosiven Schichten, die in unserer Richtung geschleudert werden. Astronomen haben das vollständige Emission-Absorption Profil dieser Art der Linie als P-Cygni Profil bezeichnet, weil es detailiert als spektrale Eigenschaft dieses Sternes studiert wurde. Es erlaubt uns auch, eine spezifischere Klassifikation des Supernova als Typ II-P vorzunehmen, weil nur diese Sn starke P-Cygni Profile haben. Der Unterschied bezüglich der Wellenlänge zwischen Minimum und Maximum erlaubt uns weiter, die Geschwindigkeiten zu schätzen, die mit solch einem explosiven Ereignis zusammenhängen. Meine Schätzung aus vier Spektren für H-Alpha gibt v = (6800
500) km/s in der Annäherung für die Hülle, in denen v = c 
benutz wurde.
Mehr Spektren konnten am 2., 7. und 8. September erhalten werden. Ich stelle die Resultate als GIF-Animation hier dar. Auf diese Art ist es einfacher, spektrale Eigenschaften zu vergleichen und verrauschte Teile des Spektrums zu erkennen.
Spectrum of SN2004dj, 09/02 and 09/07/2004. Besides the dominating H-alpha line at 6563A more features can be identified. Compare my results with a professional spectrum from DDO of this supernova from August 17th http://astro.u-szeged.hu/~sn/html/2004dj.html
October 21, 2004
Unterdessen ist die Supernova deutlich zu 15mag verbaßt. Somit wird es zu einer Herausforderung, das Spektrums solch eines schwachen Objektes (bei Halbmond!) aufzunehmen. (Lightcurve: http://www.astrosurf.com/snaude/im_2004/2004_4/CurveBVRI_2004dj1.jpg)
Diffuse NGC2403 at left edge and supernova SN2004dj surrounded by a small square. Spectra go to the right. Total integration time was nearly 3 hours.
Raw spectrum of SN2004dj, calibrated for wavelength only. The only features here are emission lines of H-alpha and H-beta. Astonishing is that the pronounced P-Cygni profile of H-alpha is gone.
Wenn wir den Verlauf der spektralen
Empfindlichkeit und die atmospärische Transmission berücksichtigen, sieht das
Spektrum deutlich anders aus.
Wenn wir die tiefe Absorption bei 4750Å
als blauverschobene Hβ-linie interpretieren, können wir wieder die Expansionsgeschwindigkeit
der Hülle zu v=300000*(4861-4750)/4861=6850 [km/s]
bestimmen. Ein sehr befriedigendes Ergbenis.
Eine sehr gut illustrierte und animierte Erklärung von P-Cygni-Profilen findet sich auf Daniel Kasens site http://panisse.lbl.gov/~dnkasen/tutorial/
Wer sich in Supernova classification üben möchte kann das hier machen: http://suspect.nhn.ou.edu/~suspect/
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