怎樣利用超新星測定距離 ?

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超新星可以從光變曲線和光譜特性分為 Ia、Ib、Ic 、IIP、IIL 型，如果它屬 Ia 型 (即是爆炸源自雙星系統裡的白矮星)，它的最大光度必定相當於絕對星等 負19.6 左右  (以藍光計)， 觀測時如果量度它的藍光最大視星等，我們便可以從下列公式算出這顆星和其所在星系的距離：

            m – M  = 5 log (d) – 5

式中的 m 是視星等，M 是絕對星等，d 是距離 (以 parsec 秒差距計)。例如 Ia 型超新星 SN1937，它在 IC 4182 星系出現時的藍光最大視星等是 8.8，星際消光 (interstellar extinction) 把光度減弱了 0.2 等，因此真正的最大視星等是 8.8 減 0.2 = 8.6，將這些數據代入公式中，得 8.6 – (負19.6) = 5 log (d) – 5，結果 d = 4,400,000 秒差距或 14,000,000 光年，即是 IC 4182 距離地球約一千四百萬光年。使用 Ia 型超新星為「量天尺」，距離誤差可達正負 20 %，因為  負19.6 絕對星等是從統計得來的中位數，實際可能是 負19.3 至 負19.9 之間，有些天文學家取 負19.3，另一些則取 負19.9。用 Ia 型超新星測距，範圍可達幾十億光年，比造父變星測距範圍更遠，如果不出現 Ia 型超新星，星系的距離會用哈勃定律 (紅移量) 或其他形式的量天尺估計出來。

在獵犬座的 IC 4182 不規則星系 (照片的光星不屬於 IC 4182，來源 Kitt Peak National Observatory)



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[註一]  超新星爆發原因和分類方法見 http://www.alanchuhk.com/SN2008D_Swift.doc

[註二]  太空不是絕對真空的，在星際之間有塵氣存在，儘管塵氣見不到，它們總會吸收 (散射) 一部份星光令遠處的光源更暗些，這種星光衰減現象稱為「星際消光」，通常藍光更易被塵氣吸收，所以有星際消光現象的星體顏色會偏紅，用藍綠紅三色測量星光便知道星際消光的多寡，在計算遙遠光源的視星等時，星際消光不能忽略。