M101に出現した超新星2023ixf

春の星雲・星団めぐり

M101に出現した超新星2023ixf

撮影日時：	(左) 2022年12月24日 27:53から28:33にかけての8分露出6コマをコンポジット
	(右) 2023年6月17日 22:37から23:21にかけての6分露出8コマをコンポジット
光学系：	タカハシ16cmイプシロン (530mm, F3.3)
	アイダスLPS-D1光害カットフィルタ使用
	タカハシJP赤道儀+SBIG STVにて完全自動ガイド
CMOSカメラ：	ZWO ASI2600MC Pro (冷却温度 12/24:-25℃, 6/17:-15℃)
撮影地：	山梨県北杜市大泉町

カメラ設定：	記録フォーマット…16bit FITS→16bit TIFF(6248×4176)変換
	撮像サイズ…23.5×15.7mm，ゲイン…100

撮影メモ： 2023年5月19日に，日本の著名な超新星捜索家である板垣氏が，M101に14.9等の超新星SN2023ixfを発見しました。ほどなく大質量星の重力崩壊により引き起こされるII型超新星であることが確認され，世界中の天文台で光度，スペクトル等の変化が観測されています。発見2日前の5月17日に，15.9等の明るさで出現していたことが確認されています。
この画像は，超新星出現前の2022年12月24日と，出現の約1か月後の2023年6月17日に撮影したM101の比較です。超新星SN2023ixfは，中心核から南東に約4.3分離れた腕の中，M101内のHα領域であるNGC5461の直近に位置します。このときの超新星の明るさは約12等級で，小望遠鏡で容易に確認できました。地球にこれほど近くで出現した超新星は，2014年1月にM82に出現したSN2014J以来のことです。

超新星2023ixfのスペクトル(2023/6/17, 7/16)

撮影日時：	2023年6月17日 20:42から20:52にかけての5分露出2コマをコンポジット
	2023年7月16日 20:36から20:46にかけての5分露出2コマをコンポジット
光学系：	ミード25cmシュミットカセグレン (2500mm, F10.0)
	＋SBIG DSS7分光器 (スリット幅0.05mm)
	ミードLX200赤道儀＋Lacerta M-GENにて完全自動ガイド
冷却CCDカメラ：	SBIG ST-402ME (冷却温度-10℃(6/17), -7℃(7/16))
撮影地：	山梨県北杜市大泉町

※グラフに貼り付けた上段のストリップはスペクトルの取得画像，
下段は4ピクセル幅を引き伸ばして擬似カラー処理したもの

2023/6/17の吸収線波長
吸収線	Hβ	C IV	C II
観測波長λ_m	4775 Å	5739 Å	5078 Å
文献値λ₀	4861 Å	5812 Å	5145 Å
青方偏移 z	1.77×10^-2	1.26×10^-2	1.30×10^-2
接近速度 V(km/s)	5.26×10³	3.74×10³	3.88×10³
膨張速度 V'(km/s)	5.62×10³	4.10×10³	4.24×10³

2023/7/16の吸収線波長
吸収線	Hβ	C IV	C II	N II
観測波長λ_m	4791 Å	5785 Å	5101 Å	4954 Å
文献値λ₀	4861 Å	5812 Å	5145 Å	5005 Å
青方偏移 z	1.44×10^-2	4.65×10^-3	8.55×10^-3	1.02×10^-2
接近速度 V(km/s)	4.29×10³	1.39×10³	2.55×10³	3.04×10³
膨張速度 V'(km/s)	4.65×10³	1.75×10³	2.91×10³	3.40×10³

  z= (λ₀-λ_m)/λ₀
  V= c*((1+z)²-1)/((1+z)²+1)
  V'= V + 360 km/s (M101の後退速度)

　出現から約1か月後と2か月後に相当する2023年6月17日と7月16日に観測した，SN2023ixfのスペクトル画像と強度分布の変化です。 2023年5月中には，水素，窒素，炭素などの軽元素の輝線スペクトルが多数観測されていますが，撮影時には超新星が吹き飛ばした恒星大気が大きく広がった影響で，Hα輝線のみが残光として確認できます。それ以外には，Hβと電離炭素(C IVとC II)，電離窒素(N II, 7/16のみ)のブロードな吸収線が不明瞭ながら確認されました。
　超新星の吸収線の観測波長から，爆発に伴う視線方向の接近速度(＝膨張速度)を推定することができます。右の表には，これら吸収線の極小波長の青方偏移から求めた膨張速度を示しています。なお，Hα線には輝線の広がりが重なり，正確な波長を求められないため除外しています。 M101自体の宇宙膨張による後退速度は約360 km/sであり，その分を補正した超新星爆発の平均膨張速度V'は，6/17は約4600 km/s，7/16は約3200 km/sと推算されます。日数の経過に伴い爆風が減速している様子が確認されます。
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