Recherche et étude de supernovae : mesure du taux d'explosion
Résumé
As the last stage of stellar evolution, supernovae are a fundamental tool to probe the evolution of galaxies. They are the main mecanism to release intermediate mass elements (like oxygen from gravitational supernovae --- type II/Ib/Ic) and iron peak elements (from thermonuclear supernovae also known as type Ia) in the interstellar medium. In this picture, the explosion rate, which is the number of events per unit of time and per unit of volume or per unit of galactic luminosity, is a very interesting quantity to understand chemical evolution of galaxies.
From a decade, supernova searches have taken a new turn with CCD cameras which allow to get homogeneous and bias-controled supernova samples. The search itself is done by subtracting images taken one month apart. It's in this framework that EROS experiment, which uses a 1 meter telescope in Chile with 2 wide field CCD cameras, dedicated about 15 \% of its time during 4 years to nearby supernova search. The work presented here has been done after two observation campaigns by EROS, in 1999 and 2000, within international collaborations in order to get sufficient telescope time to follow up the events discovered. Fifteen type Ia supernovae were discovered by EROS.
The measurement of the detection efficiency, using a Monte-Carlo simulation, allows to get the type Ia supernova explosion rate at a redshift around 0.13. The result is $0.23^(+0.09+0.07)_(-0.05-0.07)\ h^2$ SNu where 1 SNu = 1 SN / $10^(10)\ \text(L)_(\odot)^B$ / century. This value in compatible with the previous EROS such measurement, done with a much smaller sample, at this redshift. We can compare our result with the one got by the \textit(Supernova Cosmology Project) at a redshift of 0.55, which is $0.58^(+0.10\ +0.10)_(-0.09\ -0.09)\ h^2$ SNu. The difference between both values implies a quite large evolution between these two periods in the history of the universe.
From a decade, supernova searches have taken a new turn with CCD cameras which allow to get homogeneous and bias-controled supernova samples. The search itself is done by subtracting images taken one month apart. It's in this framework that EROS experiment, which uses a 1 meter telescope in Chile with 2 wide field CCD cameras, dedicated about 15 \% of its time during 4 years to nearby supernova search. The work presented here has been done after two observation campaigns by EROS, in 1999 and 2000, within international collaborations in order to get sufficient telescope time to follow up the events discovered. Fifteen type Ia supernovae were discovered by EROS.
The measurement of the detection efficiency, using a Monte-Carlo simulation, allows to get the type Ia supernova explosion rate at a redshift around 0.13. The result is $0.23^(+0.09+0.07)_(-0.05-0.07)\ h^2$ SNu where 1 SNu = 1 SN / $10^(10)\ \text(L)_(\odot)^B$ / century. This value in compatible with the previous EROS such measurement, done with a much smaller sample, at this redshift. We can compare our result with the one got by the \textit(Supernova Cosmology Project) at a redshift of 0.55, which is $0.58^(+0.10\ +0.10)_(-0.09\ -0.09)\ h^2$ SNu. The difference between both values implies a quite large evolution between these two periods in the history of the universe.
En tant que dernière étape de l'évolution stellaire, les supernovae sont un outil fondamental pour appréhender l'évolution des galaxies. Elles constituent en effet le mécanisme principal d'enrichissement du milieu interstellaire en éléments de masse intermédiaire (comme l'oxygène, via les supernovae gravitationnelles ou de type II/Ib/Ic) et en éléments du pic du fer (grâce aux supernovae thermonucléaires ou de type Ia). De fait, la connaissance du taux de supernova, c'est-à-dire le nombre d'explosions par unité de temps et de volume ou de luminosité galactique est particulièrement intéressante pour comprendre l'évolution chimique des galaxies.
Depuis une dizaine d'années la recherche systématique de supernovae a pris un nouveau tournant grâce aux caméras CCD qui permettent d'obtenir des échantillons homogènes et peu biaisés. La recherche se fait directement par soustraction d'images prises à un mois d'intervalle. C'est dans ce cadre-là que l'expérience EROS, qui utilise un télescope de 1 mètre basé au Chili avec deux caméras CCD grand champ, a dédié pendant 4 ans environ 15% de son temps à la recherche de supernovae proches. L'analyse présentée ici a été effectuée à partir de deux campagnes d'observation par EROS, en 1999 et en 2000, avec l'aide de collaborations internationales afin de disposer de suffisamment de temps de télescope pour suivre l'évolution des supernovae détectées. Au total une quinzaine de supernovae de type Ia ont été découvertes par EROS.
La mesure de l'efficacité de détection, à l'aide d'une simulation de type Monte-Carlo, permet de mesurer le taux d'explosion de supernova de type Ia dans un domaine de décalage spectral proche ($z \sim 0.13$). La valeur obtenue est $0.23^(+0.09+0.07)_(-0.05-0.07)\ h^2$ SNu où 1 SNu = 1 SN / $10^(10)\ \text(L)_(\odot)^B$ / siècle. Cette valeur est compatible avec la précédente mesure effectuée par EROS, avec une statistique moindre, dans cette gamme de décalage spectral. Elle est à comparer avec la mesure réalisée par le 'Supernova Cosmology Project' à $z \sim 0.55$ où le taux est $0.58^(+0.10\ +0.10)_(-0.09\ -0.09)\ h^2$ SNu. La différence entre ces mesures implique une évolution relativement importante entre ces deux époques.
Depuis une dizaine d'années la recherche systématique de supernovae a pris un nouveau tournant grâce aux caméras CCD qui permettent d'obtenir des échantillons homogènes et peu biaisés. La recherche se fait directement par soustraction d'images prises à un mois d'intervalle. C'est dans ce cadre-là que l'expérience EROS, qui utilise un télescope de 1 mètre basé au Chili avec deux caméras CCD grand champ, a dédié pendant 4 ans environ 15% de son temps à la recherche de supernovae proches. L'analyse présentée ici a été effectuée à partir de deux campagnes d'observation par EROS, en 1999 et en 2000, avec l'aide de collaborations internationales afin de disposer de suffisamment de temps de télescope pour suivre l'évolution des supernovae détectées. Au total une quinzaine de supernovae de type Ia ont été découvertes par EROS.
La mesure de l'efficacité de détection, à l'aide d'une simulation de type Monte-Carlo, permet de mesurer le taux d'explosion de supernova de type Ia dans un domaine de décalage spectral proche ($z \sim 0.13$). La valeur obtenue est $0.23^(+0.09+0.07)_(-0.05-0.07)\ h^2$ SNu où 1 SNu = 1 SN / $10^(10)\ \text(L)_(\odot)^B$ / siècle. Cette valeur est compatible avec la précédente mesure effectuée par EROS, avec une statistique moindre, dans cette gamme de décalage spectral. Elle est à comparer avec la mesure réalisée par le 'Supernova Cosmology Project' à $z \sim 0.55$ où le taux est $0.58^(+0.10\ +0.10)_(-0.09\ -0.09)\ h^2$ SNu. La différence entre ces mesures implique une évolution relativement importante entre ces deux époques.
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