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Simulazione e ottimizzazione di una ricerca di Supernovae  

Rosa Calvi¹

Supervisor: M. Capaccioli¹, E. Cappellaro²
¹ Università degli Studi "Federico II", Napoli. Dipartimento di Scienze Fisiche
² INAF - Osservatorio Astronomico di Capodimonte


Abstract

Le Supernovae giocano un ruolo molto importante in molti settori dell'Astrofisica. Negli ultimi anni è andato via via crescendo l'interesse per la misura della frequenza di SN che rappresenta un anello di congiunzione importante tra l'evoluzione delle singole stelle e quella dei sistemi stellari. La frequenza dei vari tipi di SNe, infatti, regola l'evoluzione chimica delle galassie, la fisica dell'ISM e la sua struttura e dinamica, la produzione di raggi cosmici ecc. L'evoluzione in funzione del redshift della frequenza delle SNe Core-Collapse, a causa della vita breve dei progenitori, indaga sulla funzione iniziale di massa delle stelle, traccia la storia di formazione stellare istantanea dell'Universo e testa i diversi scenari di formazione delle galassie (i.e. collasso monolitico e raggruppamento gerarchico); invece, quella delle SNe Ia, che sono il risultato dell'esplosione di stelle Nane Bianche in sistemi binari evoluti, permette di avere informazioni sulla storia di formazione stellare integrata sull'intera vita dell'Universo e sulla natura, ancora sconosciuta, dei progenitori. Per fare chiarezza sulle discrepanze finora ottenute nelle stime delle frequenze dei diversi tipi di SNe e ridurre gli errori statistici è necessario aumentare il numero di SNe rilevabili. Nuove opportunità saranno rese possibili dai telescopi della classe dei 4 metri dotati di camere a grande campo. Il mio lavoro di tesi si è inserito in questo contesto. Lo scopo, infatti, è stato quello di sviluppare uno strumento di simulazione per pianificare una di ricerca di SNe e capire in che modo è possibile ottimizzare la ricerca e massimizzare il numero di SNe rilevabili in relazione alla strumentazione e alla strategia di osservazione adottata. L'ingrediente principale della simulazione è stato la determinazione della correzione K per tutti i tipi di SN al variare della fase e per diverse combinazioni di filtri nel range di redshift 0.0<z<1.0. Questi valori sono stati ottenuti utilizzando un atlante di circa 50 spettri, precedentemente costruito, che si estende dall'UV all'IR (i diversi ranges spettrali sono stati presi dagli archivi IUE, HST, ESO, Asiago). Una volta determinate le correzioni K, utilizzando il metodo del tempo di controllo, siamo in grado di ottenere il numero di SNe che esplodono in un determinato volume; di tutte le SNe che esplodono il numero di quelle che effettivamente si osservano dipende dalla strategia di ricerca. In particolare, è stata analizzata un'ipotetica ricerca della durata di tre anni al telescopio VST (VLT Survey Telescope).
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