Spectral analysis of Type II Supernovae

Abstract

La idea principal de esta tesis es el análisis de los espectros ópticos de las supernovas de tipo II (SNs II) y sus correlaciones con los parámetros fotométricos. Este análisis se basa en la caracterización de la diversidad espectral y el uso de esta para entender de una mejor forma los mecanismos físicos que involucran a las SNs II. Un objetivo clave es vincular la evolución transitoria a las propiedades del progenitor antes de la explosión. Para este propósito utilizo 893 espectros ópticos (entre 3 y 363 días) de 123 SNs II que se obtuvieron entre 1986 y 2009. Con el fin de comparar consistentemente las propiedades observadas de las SNs II, es necesario tener una época común. Para ello, estimo las fechas de explosión usando imágenes antes de la explosión y del descubrimiento y la técnica de ajuste espectral, los cuales muestran muy buenos resultados. Centrándome en el perfil P-Cygni de Hα , encuentro que SNs con menor componente de absorción con respecto a la emisión (valores pequeños en a/e), son más brillantes en el máximo, tienen una tasa de declinación más rápida en las curvas de luz, duraciones más cortas en la fase opticamente gruesa y velocidades de expansión más altas. Teniendo en cuenta estos resultados, sugiero que las diferencias entre las SNs de rápido declive (IIL) y las SNs con meseta (IIP) están relacionados con la masa de la envoltura de hidrógeno al momento de la explosión. Expandiendo el análisis a la cobertura total de los espectros, analizo la aparición de las líneas de Fe II y su evolución con el tiempo con respecto a las diferencias en a/e y la velocidad de Hα en una época dada, la magnitud en el máximo, la la tasa de declive, y la metalicidad del medio. Especulo que la evolución de líneas podría indicar diferencias en las temperaturas y/o metalicidad. Además, encuentro un componente adicional de absorción en el lado azul de Hα . Concluyo de que este componente en los espectros tempranos está asociado a Si II λ6355, mientras que en la fase de la meseta está relacionado con una característica de alta velocidad en las líneas de hidrógeno, las cuales podrían indicar señales de interacción entre el material expulsado y el viento de la supergigante roja. Por otro lado, la presencia de Si II podría estar relacionada con el radio progenitor. Analizando las propiedades espectrales y sus correlaciones con parámetros fotométricos, encuentro que SNs con velocidades más altas son más brillantes, tienen seudo-anchos equivalentes más pequeños, tasas de declive más rápidas, duraciones más cortas en la fase opticamente gruesa y en la meseta y masas de niquel más altas. Relacionando estos parámetros con las propiedades físicas de la explosión y del progenitor, especulo que la duración de la meseta está relacionado con la masa de la envoltura de hidrógeno, la tasa de declive en la curva de luz está relacionada con el radio del progenitor, y las velocidades de expansión del material expulsado con la energía de la explosión.