Supernova 2012cg v galaxii NGC 4424 Vir

Snímek v úvodu: Snímek galaxie a supernovy 2012cg, pořízený 25.05.2012 pomocí 0,40-m f/5 JST + CCD G2-1600 + filtr I expozicí 30s (zorné pole 24'.1 x 16'.1). Vyznačené jsou srovnávací hvězdy podle AAVSO (sekvence 7554AAU, reference 29 APASS). Foto: Martin Lehký.

První spektrum, v rozsahu 340 až 800 nm, které pořídili následující noc L. Pei, M. Nguyen, D. Carson a A. J. Barth dvojitým spektrografem Kast umístěném na 3-m Shane teleskopu observatoře Lick, ukazuje, že se jedná o velmi mladou supernovu typu Ia. Spektrum obsahuje absorpční čáry Na I D a Ca II H&K pocházející z hostitelské galaxie. Medián rudého posuvu odvozený z těchto čar je z = 0,00152 ± 0,00024, což je v souladu s publikovanou hodnotou. Dále se ve spektru podařilo detekovat celou řadu obvyklých iontů, Ca II, Si II, Fe II, Mg II, S II a O I. Navíc byla zjištěna absorpční čára C II, která se vyskytuje zhruba u čtvrtiny supernov typu Ia. Všechny tyto čáry pak vykazují expanzní rychlost ≥ 14 000 km/s. Podobné hodnoty byly pozorovány i u mladých supernov SN 2011fe a SN 2009ig. Nejvyšší expanzní rychlost, 22 000 km/s, se podařilo zjistit u absorpční čáry Si II na 635,5 nm.

Po spektroskopickém potvrzení příslušnosti, byl objekt s předběžným pojmenováním PSN J12271283+0925132 oficiálně zařazen mezi supernovy a označen jako SN 2012cg. Zprávu o objevu přinesl cirkulář CBET 3111 z 19. května 2012.

Nalezení tak mladé supernovy je naprosto ojedinělé a vděčíme za něj nejen náhodě, ale především modifikované strategii LOSS. Počátkem roku 2011 došlo k zaměření projektu na hledání velmi mladých supernov v blízkých galaxiích. Z toho důvodu byl snížen počet hvězdných ostrovů pravidelně monitorovaných KAIT teleskopem a ušetřený čas je věnován častějšímu snímání zbývajících galaxií. Zároveň byl implementován nový software, který umožňuje automatickou detekci kandidátů supernov v reálném čase. Pokud systém zaznamená v okolí galaxie nový objekt, spustí se během 161 sekund sekvence UBV plus jeden nefiltrovaný snímek (v oblasti blízké R). Následně je do programu KAIT teleskopu manuálně vložen požadavek na klasickou BVRI sekvenci.

Maxima jasnosti v oboru B = 12,09 ± 0,02 mag. dosáhla supernova 2,0 ± 0,75 června 2012. S přihlédnutím ke Galaktické extinkci a vzdálenosti NGC 4424, vychází absolutní jasnost supernovy na MB = - 19,73 ± 0,30 mag. Což je zhruba o 0,5 mag. více než u normální supernovy typu Ia a přibližně o 0,25 mag. více než u SN 1999aa.

Následná aplikace modelu expandující ohnivé koule, kde svítivost roste kvadraticky s časem, umožnila odhadnout, že během objevu byla supernova 1,5 ± 0,2 dne po vzplanutí.

V Hradci Králové jsem supernovu 2012cg pozoroval pravidelně při každé příležitosti od 24. května 2012. Vzhledem k příznivému počasí se stala dosud nejlépe sledovanou supernovou a pozorování mohlo být ještě víc. Geometrické podmínky jsou ale neúprosné a supernova se poměrně rychle schovala v soumrakové záři. Přesto jsem s výsledky spokojen.

Vizuálně jsem supernovu sledoval až do 26. června a celkem jsem získal 11 odhadů. Deset pozorování pochází přímo od domečku, pozorovatelny Astronomické Společnosti v Hradci Králové (ASHK), kde jsem ji sledoval pomocí 0,42-m f/5 reflektoru na dobsonově montáži se zvětšením x81. Zbývající odhad byl získán 5. června malým 0,25-m f/4,25 reflektorem (x106) z Růžovohorského sedla během nočního výstupu na Sněžku uskutečněného v rámci výpravy za tranzitem Venuše.

CCD měření byly pořízeny 0,40-m f/5 Jan Šindel Teleskopem s kamerou G2-1600 a sadou BVRcIc filtrů. Supernovu se dařilo sledovat až do 1. srpna, kdy se stihlo mezi soumrakem a zdí domečku naexponovat, alespoň jednu VRcIc sadu. Celkem jsem ve 13 nocích získal 226 měření, ve filtru B 52, V 58, Rc 58 a Ic 58. Ke zpracování jsem klasicky použil Muniwin a výsledné jasnosti byly následně aplikací transformačních koeficientů převedeny do standardního systému.

Vzestup do maxima se podařilo skvěle pokrýt, neboť během týdne bylo šest nocí jasných. První noc měla ve filtru B 12,96 mag., ve V 12,83 mag., v Rc 12,67 mag. a v Ic 12,60 mag. a poté poměrně svižně zjasňovala, ve všech filtrech přibližně stejně, tak jednu až dvě desetinky magnitudy za den. V období maxima pak vládlo nepříznivé počasí a jediný bod v křivce je vizuální a pochází z Krkonoš. Podmínky se zlepšili až v druhé půlce června a právě včas. Podařilo se zachytit druhé křížení barev. Zatímco v modré oblasti strmě a ve vizuální poklidně a kontinuálně slábla, tak v červené a zvláště pak v infračervené se zastavila a začala zjasňovat. Během pár nocí se tak prohodila posloupnost BIcRcV na klasické BVRcIc. Sekundární maximum v červené a infračervené oblasti je obvyklým jevem u supernov typu Ia a dostavuje se přibližně 40 dní od okamžiku vzplanutí. Mechanizmus, který je příčinou se dlouho nedařilo odhalit. V současnosti se předpokládá, že za vším stojí železo. Při přeměně dvakrát ionizovaného železa Fe III na jednou ionizované Fe II, dochází k výraznému snížení opacity. Látka vyvržená supernovou se tak stává najednou pro fotony v červené a infračervené oblasti průhlednější a dochází k dočasnému zvýšení jasnosti.

Během posledního pozorování SN 2012cg již nebyl čas na delší expozici potřebnou pro její zachycení v modré oblasti, podle odhadu mohla být již hluboko pod 15 mag. Ve filtru V jsem ji změřil na 14,03 mag, v Rc na 13,88 mag a v Ic na 13,36 mag.

Všechna pozorování byla prozatím publikována v databázi Sekce Proměnných Hvězd a Exoplanet České Astronomické Společnosti a na osobním webu.

Na závěr si dovolím ještě jeden zajímavý exkurz do minulosti. Při pohledu do atlasu je nemožné si nevšimnout, že v těsné blízkosti se nachází proměnná hvězda VW Vir. Jeden z mála exotických pozůstatků z počátku věků studia proměnných hvězd. Jedná se totiž o supernovu SN 1895A. Tenkrát ještě nic netušili o podstatě úkazu, ani vzdálenosti, a tak dostala označení jako klasická proměnná hvězda. Neměli ani ponětí o tom, že zaznamenali dosud nejvzdálenější objekt v dějinách lidstva. První čtyři supernovy byly Galaktické, vzplály v letech 1006, 1054, 1572 a 1604. V roce 1885 byla zaznamenána supernova SN 1885A (S And) v blízké galaxii M 31. Šestou v pořadí se stala právě SN 1895A (VW Vir) v galaxii NGC 4424. Do konce 19. století pak byla objevena ještě SN 1895B (Z Cen).

Supernova 1895A se nacházela 75" východně a 11" jižně od jádra galaxie, tedy ve stejném směru jako letošní SN 2012cg. Údaj v kolonce jasnosti bývá uváděn 12,5 mag. Zajímavé jsou i okolnosti samotného fotografického objevu, za kterým stál průkopník této nové metody, Max Wolf z hvězdárny v Heidelbergu. Nalezl ji na desce pořízené 16. března 1895, ale podrobnou zprávu o objevu zveřejnil až v článku Variabilis (?Nova) 94.1925 Virginis, který vyšel v časopise Astronomische Nachrichten až na sklonku roku 1925.

Konečná verze článku bude publikována v královéhradeckém astronomickém časopise Povětroň.

Informační zdroje:
[1] CBET 3111: SUPERNOVA 2011cg IN NGC 4424 = PSN J12271283+0925132 [online]. [cit. 2012-08-20].
[2] LEHKÝ, M. Supernovae: CCD and visual observations [online]. [cit. 2012-08-29].
[3] WOLF, Max. Variabilis (?Nova) 94.1925 Virginis. Astronomische Nachrichten, 12/1925, vol. 226, p. 75. [online]. [cit. 2012-08-29].
[4] SILVERMAN, Jeffrey. M., et.al. The Very Young Type Ia Supernova 2012cg: Discovery and Early-Time Follow-Up Observations. arXiv:1206.1328v2. [online]. [cit. 2012-08-29].