№ 11.3Далекая Сверхновая
? На рисунке (негатив, стр. 26) приведен снимок сверхновой II типа, полученный на фотопластинку в фильтре V (сверхновая отмечена стрелкой). На этом снимке цифрами от 1 до 4 обозначены фотометрические стандарты (координаты и блеск звезд даны в таблице). Определите пространственное расстояние между сверхновой и центром галактики, в которой она вспыхнула. Известно, что абсолютная звездная величина данной сверхновой равна $-16^{\rm m}$ .
| № звезды | $m_{\rm V}$ | α | δ |
|---|---|---|---|
| 1 | 15.0 | 10h 30m 47.4s | 18°09′41″ |
| 2 | 15.5 | 10h 30m 12.0s | 18°10′12″ |
| 3 | 15.7 | 10h 30m 12.2s | 18°15′10″ |
| 4 | 16.5 | 10h 30m 40.4s | 18°13′54″ |
Решение
Для начала необходимо выяснить, в какой из двух галактик, представленных на снимке, вспыхнула сверхновая. Речь идет о сверхновой II типа, предшественником которой является массивная молодая звезда, принадлежащая дисковой составляющей галактики. Следовательно, сверхновая не могла вспыхнуть в галактике, видимой с ребра, так как при этом она окажется очень далеко от галактической плоскости. Значит, она вспыхнула в спиральной галактике, запечатленной на снимке плашмя, причем на ее периферии, не проработавшейся на этом снимке. Искомое расстояние между сверхновой и центром галактики может послужить хорошей оценкой радиуса самой галактики.
Найдем сначала угловое расстояние α между звездой и центром галактики. Из рисунка можно получить, что оно составляет 0.45 от углового расстояния между звездами 2 и 3. Последнее, в свою очередь, равно 298", исходя из координат звезд. В итоге, сверхновая располагается в 2.25' от центра галактики.
Сравнивая размер изображения сверхновой звезды с размерами изображений звезд с известными величинами, оцениваем видимый блеск сверхновой: 16тм. Исходя из координат звезд, участок неба находится в созвездии Льва, вдали от Млечного Пути, и межзвездным поглощением можно пренебречь. Это позволяет найти расстояние до сверхновой и галактики в парсеках:
$$\lg r = 1 + \frac{m - M}{5}.$$
Расстояние до сверхновой получается равным 25 Мпк. При таких расстояниях еще не нужно учитывать космологические эффекты. Умножая его на угол α в радианной мере, получаем искомое расстояние между сверхновой и центром галактики: 16 кпк.
Ответ
16 кпк.