Supernovae: Warum Weiße Zwerge explodieren

astronews.com Redaktion

Registriertes Mitglied
Supernovae vom Typ Ia sind ausgesprochen wichtige Hilfsmittel zur Bestimmung von Entfernungen im All. Sie entstehen durch die Explosion eines Weißen Zwergs. In der Regel wird dafür das kontinuierliche Einströmen von Material auf den kompakten Stern von einem nahen Begleiter verantwortlich gemacht. In jetzt vom Röntgenteleskop Chandra beobachteten Galaxien gab es allerdings einen anderen Auslöser.*(18. Februar 2010)

Weiterlesen...
 

mac

Registriertes Mitglied
Hallo,

na, da bin ich ja jetzt wirklich gespannt, wie eine damit vielleicht mögliche Neubewertung der Meßergebnisse, die die beschleunigte Expansion des Kosmos nahelegen, ausfallen mag.

Wenn bei der Verschmelzung durch die Explosion mehr Energie frei gesetzt wird als bei einem 'herkömmlichen' Szenario, dann sind die dunkleren nicht alle so weit weg, wie man bisher dachte. Es wird nur kaum möglich sein den Indikator dafür (die Röntgenstrahlung) in kosmologisch großen Entfernungen überhaupt nachzumessen. Am weiteren Nachdenken werde ich jetzt leider durch häusliche Pflichten gehindert.


Herzliche Grüße

MAC
 

ralfkannenberg

Registriertes Mitglied
na, da bin ich ja jetzt wirklich gespannt, wie eine damit vielleicht mögliche Neubewertung der Meßergebnisse, die die beschleunigte Expansion des Kosmos nahelegen, ausfallen mag.
Hallo Mac,

ich denke nicht, denn man wusste ja zuvor auch schon von beiden Mechanismen. Und dass die Helligkeit der Supernova Ia-Explosionen etwas variieren ist auch schon länger bekannt, d.h. ich gehe davon aus, dass das in den Fehlerbalken berücksichtigt ist.


Wenn bei der Verschmelzung durch die Explosion mehr Energie frei gesetzt wird als bei einem 'herkömmlichen' Szenario, dann sind die dunkleren nicht alle so weit weg, wie man bisher dachte. Es wird nur kaum möglich sein den Indikator dafür (die Röntgenstrahlung) in kosmologisch großen Entfernungen überhaupt nachzumessen.

Ich habe das so verstanden, dass das eher eine zusätzliche Möglichkeit ist, Informationen über diese Ereignisse zu erhalten; die Berechnung der absoluten Helligkeit wird meines Wissens aber über die scheinbare - optische - Helligkeit ermittelt und nicht über Röntgenstrahlung.

Ganz zu schweigen davon, dass ich nicht weiss, ob man diese schwache Röntgenstrahlung überhaupt über die Entfernungen, in denen sich die Dunkle Energie bemerkbar macht, überhaupt messen kann.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Ralf,

ich denke nicht, denn man wusste ja zuvor auch schon von beiden Mechanismen. Und dass die Helligkeit der Supernova Ia-Explosionen etwas variieren ist auch schon länger bekannt, d.h. ich gehe davon aus, dass das in den Fehlerbalken berücksichtigt ist.
Ja, so allgemein sehe ich das auch so. Ich denke aber daß damit die Fehlerbalken für die künftigen, näheren SN1a's kleiner werden können und für die weiter entfernten sich die statistische Grundlage verändert, da man bisher eher von einem umgekehrten Verhältnis (konventionell/Verschemelzung) ausgegangen ist. Das ist aber nur eine rein qualitative Aussage. In welchen Größenordnungen sich das abspielen wird, weiß ich noch gar nicht. Vielleicht hilft da, wenn ich nachlese? :eek: Aber nicht mehr heute.




Ich habe das so verstanden, dass das eher eine zusätzliche Möglichkeit ist, Informationen über diese Ereignisse zu erhalten;
ja, ich auch.


die Berechnung der absoluten Helligkeit wird meines Wissens aber über die scheinbare - optische - Helligkeit ermittelt und nicht über Röntgenstrahlung.
das hatte ich auch nicht geschrieben. Die Röntgenstrahlung dient als Indikator, um zu unterscheiden welche Art von SN1a man da gerade beobachtet. Wenn man es unterscheiden kann, dann läßt sich damit ein zuverlässigerer Wert für die angenommene absolute Helligkeit festlegen, um daraus, mit der gemessenen scheinbaren Helligkeit einen zuverlässigeren Wert für die Entfernung dieses Ereignisses zu errechnen. Aber eben nur bis zu der Entfernung, bis zu der man die Röntgenstrahlung noch unterscheiden kann.


Ganz zu schweigen davon, dass ich nicht weiss, ob man diese schwache Röntgenstrahlung überhaupt über die Entfernungen, in denen sich die Dunkle Energie bemerkbar macht, überhaupt messen kann.
wogegen ich das sinngemäß genau so geschrieben hatte. :p ;)

Um hier zu einer Orientierung bezüglich Richtung einer Änderung zu kommen, muß ich die Arbeit lesen und dann weiß ich noch nicht, ob das allein schon reicht. Aber jetzt nicht mehr.

Herzliche Grüße

MAC
 
Zuletzt bearbeitet:

Nathan5111

Registriertes Mitglied
Wenn man es unterscheiden kann, dann läßt sich damit ein zuverlässigerer Wert für die angenommene absolute Helligkeit festlegen, um daraus, mit der gemessenen scheinbaren Helligkeit einen zuverlässigeren Wert für die Entfernung dieses Ereignisses zu errechnen.
Das gilt aber sicherlich nur für zukünftige Ereignisse. Bei den bisherigen Messungen müsste man m.E. die Fehlerbalken verlängern.
 

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Nathan,

Das gilt aber sicherlich nur für zukünftige Ereignisse. Bei den bisherigen Messungen müsste man m.E. die Fehlerbalken verlängern.
Ich denke aber daß damit die Fehlerbalken für die künftigen, näheren SN1a's kleiner werden können

Ob, und in welchem Ausmaß das (Verlängerung der Fehlerbalken) für die bisherigen Messungen gilt, kann ich nicht sagen. Ralf hatte dazu ja auch schon geschrieben, wovon ich auch ausgehe: Man wußte daß es beide Möglichkeiten gibt, nur noch nicht wie die sich untereinander aufteilen.

Herzliche Grüße

MAC
 

DELTA3

Registriertes Mitglied
Hallo Mac,

Man wußte daß es beide Möglichkeiten gibt, nur noch nicht wie die sich untereinander aufteilen.
Wusste man das wirklich, oder hat man das nur vermutet? Darüber gab es ja schon mal einen Artikel:http://www.astronews.com/news/artikel/2010/01/1001-005.shtml
Darin ging es um eine Simulation zur Verschmelzung weisser Zwerge, weil man so etwas vermutet hatte, es aber bisher nicht nachweisen konnte.

Schade, dass es in dem Artikel mal wieder keine Angaben dazu gibt, ob man die beiden Arten von SN1a durch Unterschiede im Spektrum oder im Helligkeitsverlauf unterscheiden kann. Wenn sie sich nur durch die Röntgenstrahlung vor dem Ausbruch unterscheiden, dann frage ich mich, wie man das überhaupt erkennen kann, da solche WDs ja so lichtschwach sind, dass man sie erst nach dem Ausbruch entdecken kann.

Gruss, Delta3.
 

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Delta3,

Wusste man das wirklich, oder hat man das nur vermutet? Darüber gab es ja schon mal einen Artikel:http://www.astronews.com/news/artikel/2010/01/1001-005.shtml
Darin ging es um eine Simulation zur Verschmelzung weisser Zwerge, weil man so etwas vermutet hatte, es aber bisher nicht nachweisen konnte.
man vermutete das schon lange. Es sind auch schon lange Hinweise auf solche Vorgänge bekannt. Siehe z.B. http://www.astronews.com/news/artikel/2009/12/0912-034.shtml Ausschließen konnte man es also nie, nur darüber streiten, wie häufig es denn im Vergleich zu anderen Abläufen vorkommt.


Schade, dass es in dem Artikel mal wieder keine Angaben dazu gibt, ob man die beiden Arten von SN1a durch Unterschiede im Spektrum oder im Helligkeitsverlauf unterscheiden kann. Wenn sie sich nur durch die Röntgenstrahlung vor dem Ausbruch unterscheiden, dann frage ich mich, wie man das überhaupt erkennen kann, da solche WDs ja so lichtschwach sind, dass man sie erst nach dem Ausbruch entdecken kann.
so habe ich die Beschreibung der Beobachtungen nicht verstanden.
Wird eine Supernova durch kontinuierlich einströmende Materie verursacht, so sieht man bereits im Vorfeld der Explosion eine signifikante Röntgenemission. Beim Verschmelzen zweier Weißer Zwerge andererseits, entsteht sehr viel weniger Röntgenstrahlung.
aber Du hast schon recht damit, daß man das wahrscheinlich erst mal nur in den Entfernungen unserer 'Nachbargalaxien' beobachten kann.

Herzliche Grüße

MAC
 
Zuletzt bearbeitet:

DELTA3

Registriertes Mitglied
Hallo Mac,

aber Du hast schon recht damit, daß man das wahrscheinlich erst mal nur in den Entfernungen unserer 'Nachbargalaxien' beobachten kann.

Wenn überhaupt... SN sind ja nicht gerade häufig. Ich kann mir nicht vorstellen, dass man unter Milliarden von Sternen ein lichtschwaches Vorläuferpaar von WZ für eine SN1a finden kann! Die Chancen dafür wären ja wie beim Lotto:D

Es wäre halt doch schon interessant, wenn man in solchen Artikeln ein paar mehr Einzelheiten preisgeben würde und nicht nur zum Rätselraten einladen würde! Schliesslich hängt ja von der Helligkeit der SN1a die gesamte Entfernungsbestimmung im Universum und damit die Frage der beschleunigten Expansion ab.
Die Unterschiede zwischen diesen beiden Szenarios könnte auch Auswirkungen darauf haben, wie diese Supernovae zur Entfernungsbestimmung im Universum eingesetzt werden. Weil es Weiße Zwerge mit ganz unterschiedlichen Massen gibt, könnte die Helligkeit der Explosionen bei ihren Verschmelzungen etwas variieren.

Wie unterscheiden sich denn nun die Helligkeiten der beiden SN1a Typen? Muss man jetzt die bisherigen Entfernungsbestimmungen neu überarbeiten? Gibt es dann überhaupt noch eine beschleunigte Expansion und braucht man dann zur Erklärung noch die dunkle Energie?

Herzliche Grüsse, Delta3.
 

mac

Registriertes Mitglied
Hallo Delta3,

Wenn überhaupt... SN sind ja nicht gerade häufig.
kommt darauf an, wieviele Sterne man gleichzeitig beobachtet.



Ich kann mir nicht vorstellen, dass man unter Milliarden von Sternen ein lichtschwaches Vorläuferpaar von WZ für eine SN1a finden kann!
das ist sogar in unserer Nachbargalaxis, soviel ich weiß, bisher technisch nicht möglich. Davon war in diesem Artikel aber auch nicht die Rede.



Es wäre halt doch schon interessant, wenn man in solchen Artikeln ein paar mehr Einzelheiten preisgeben würde und nicht nur zum Rätselraten einladen würde!
diese Angaben gehören nicht zwangsläufig in eine solche Zusammenfassung. Wenn man es genauer wissen will, kann man oft durch die Namen der Autoren weitere Informationen dazu selber finden oder, wie meistens bei Astronews, ist ein entsprechender Link im Anhang des Artikels zu finden, so auch hier.



z.B. noch dazu dann, wenn sie Schliesslich hängt ja von der Helligkeit der SN1a die gesamte Entfernungsbestimmung im Universum und damit die Frage der beschleunigten Expansion ab.
Ja, und auch das steht bereits im Artikel.


Wie unterscheiden sich denn nun die Helligkeiten der beiden SN1a Typen? Muss man jetzt die bisherigen Entfernungsbestimmungen neu überarbeiten? Gibt es dann überhaupt noch eine beschleunigte Expansion und braucht man dann zur Erklärung noch die dunkle Energie?
Der Astronews-Artikel ist in deutscher Sprache und er beschreibt mit welchem meßbaren Indikator man die beiden Typen voneinander unterscheiden kann. Für den Rest muß man wohl, wenn man nicht warten möchte, selber nachlesen. Wobei ich selber dazu auch noch nicht gekommen bin, also noch nicht mal sagen kann, ob der Preprint alle Informationen enthält um Deine Fragen zu beantworten.

Herzliche Grüße

MAC
 
Zuletzt bearbeitet:

Franz_F

Registriertes Mitglied
Also, so wie ich das jetzt verstanden habe, geben die Autoren aufgrund der Messungen der Gamma Strahlung von Elliptischen und dem Kern der Andromeda Galaxie ein oberes Limit für das Akkretionsmodel von SNIa an. Dieses liegt offenbar um einiges niedriger als erwartet.
Sie zeigen, dass im Akkretionsmodel das System sehr lange Gamma oder Röntgen aktiv ist. Bei der beobachteten Häufigkeit von SNIa's müsste daher die laufende Gamma oder Röntgen Emission viel höher sein.
Ausweg: 90 % der SNIa stammen von verschmelzenden Weisen Zwergen. Da gibt es vorgängig keine Emission von harter Strahlung.
Konsequenz: SNIa nach dem Akkretionsmodel wären alle ziemlich gleich hell, denn die zünden beim Erreichen der Chandrasekhar Grenze. Verschmelzende Weise Zwerge haben aber eine Range von 1,44 bis ca. 2.5 Sonnenmassen. Sie können also über den Daumen bis zu 70 % heller sein. Wobei uns Modellrechnungen noch genauer zeigen werden, welche Massenanteile dabei auch wirklich aktiv werden, und als „Sprengladung“ wirken. Immerhin gibt’s dabei ja einen gewaltigen Drehimpuls zu berücksichtigen, vlt auch noch Magnetfelder..
Bitte um Korrektur, wenn meine Auffassung dazu fehlerhaft ist.
 

ralfkannenberg

Registriertes Mitglied
Verschmelzende Weise Zwerge haben aber eine Range von 1,44 bis ca. 2.5 Sonnenmassen.
Hallo Franz,

mir ist nicht klar, wie Du auf die obere Grenze kommst; zunächst einmal ist die doch offen. Es könnten ja zwei maximal-schwere Weisse Zwerge zusammenstossen, dann wären 2.88 Sonnenmassen involviert; und wenn mehr als 2 Weisse Zwerge verschmelzen - wobei das vermutlich aufgrund der geringen Wahrscheinlichkeit eher eine akademische Frage sein dürfte, aber grundsätzlich wäre dies möglich und da man sowas ja auch noch bis über 1 Milliarde Lichtjahre weit sieht, gibt es da möglicherweise (ich habe das nicht nachgerechnet) doch recht viele "Kandidaten" ....... - dann jedenfalls wären noch grössere Massen involviert.

Sie können also über den Daumen bis zu 70 % heller sein.
Nur am Rande: die Helligkeit ist logirithmisch; worauf beziehst Du diese 70% ? Aber eben, man kann das zurückrechnen, so dass ich bei der Masse verbleiben würde.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Franz_F

Registriertes Mitglied
Hallo Ralph!

Danke für dein feedback.

Auf die ca. 2,5 SM komme ich, weil ja die theoretische Grenze von 1,44 von SZ ja nur selten erreicht werden, wenn ich jetzt gleich 2 in einem System habe, dann sind 2,88 schon sehr unwahrscheinlich.
Aber die theoretisch maximale Grenze bei 2 WZ ist 2,88.

Bei der Helligkeit hab ich das mit der logarithischen Skala nicht bedacht, hab da eben einfach 2,5/1,44 genommen. Das wäre aber ja nur der Energieunterschied.
 

DELTA3

Registriertes Mitglied
Hallo!

Bei der Helligkeit hab ich das mit der logarithischen Skala nicht bedacht, hab da eben einfach 2,5/1,44 genommen. Das wäre aber ja nur der Energieunterschied.
In einem früheren Thread hat Graviton mal behauptet, dass die Helligkeit bei der Verschmelzung zweier WZ geringer wäre, als bei der Akkretion:
Zitat:
Zitat von DELTA3
Wenn ich das richtig verstanden habe, dann gibt es SN1a durch Akkretion und SN1a durch Verschmelzung zweier Weisser Zwerge. Die haben unterschiedliche Leuchtkräfte, da die Explosion zweier WZ heller ist als die von nur einem WZ.

Zitat von Graviton
Klingt logisch, ist aber i.a. genau anders herum: Die Helligkeit einer SN aufgrund der Kollision zweiter WDs ist i.a. geringer.

Zitat:
Zitat von DELTA3 :
Wenn man bei der Entfernungsberechnung nun immer dieselbe absolute Helligkeit angenommen hat, dann ist ein Teil davon falsch.

Zitat von Graviton
Im Prinzip ja, wobei natürlich entscheidend ist, welcher Anteil der SNe Ia auf WD-merger entfällt und um wie groß die quantiativen Unterschiede in der Leuchtkraft wirklich.

Er hielt es allerdings nicht für nötig, eine Begründung für diese Behauptung zu liefern.

Gruss, Delta3.
 

ralfkannenberg

Registriertes Mitglied

Hallo zusammen,

wenn wir uns das ein bisschen genauer anschauen wollen, werden wir wohl einen Blick auf die beiden ersten Referenzen werfen müssen:

Type Ia Supernova Explosion Models, W.Hillebrandt and J.C. Niemeyer
The Progenitors of Type Ia Supernovae, M.Livio

Und das könnte auch noch informativ sein: Will Jets identify the Progenitors of Type Ia Supernovae?, M.Livio, A.Riess and W.Sparks


Freundliche Grüsse, Ralf
 

Franz_F

Registriertes Mitglied
Auch das wäre denkbar. Wenn beispielsweise durch die Unsymetrie nicht die gesamte Masse der beiden WZ zum Fusionsprozess beitragen kann.
Aber das ist jetzt eine reine Spekulation von uns. Hier bedarf es wohl noch viele viele Simulationen, mit wohl enormer Rechenpower.
Wäre aber recht interessant.

Aber mir gehts bei dem Artikel vielmehr um einen anderen Aspekt:
1.) Habe ich es richtig verstanden, dass man eben durch das Fehlen von genügend Röntgenstrahlen aus den betreffenden Sternballungsgebieten darauf schliesst, dass die überwiegende Mehrheit von SNIa aus WZ Paaren resultiert?
2.) Hat man elliptische Galaxien deswegen herangezogen, weil sie viel weniger Staub enthalten als Spiralgalaxien und man daher das Fehlen von Röntgenstrahlen durch Staubextinktion ausschliessen kann?
 

DELTA3

Registriertes Mitglied
Hallo Franz,

1.) Habe ich es richtig verstanden, dass man eben durch das Fehlen von genügend Röntgenstrahlen aus den betreffenden Sternballungsgebieten darauf schliesst, dass die überwiegende Mehrheit von SNIa aus WZ Paaren resultiert?
Das habe ich auch so verstanden. Sie kommen dabei zu dem Ergebnis, dass nur 5% der SN1a durch Akkretion entstehen und legen dafür sehr plausible Berechnungen vor. Es werden dabei aber recht viele, und meiner Ansicht nach nicht sehr gesicherte Annahmen gemacht.

Sie gehen z.B. von einer mittleren Masse von 1,2 Mo des WZ aus (warum?) und leiten die SN1a-Rate aus der nahen IR-Strahlung ab mit ~3,5x10e-4/Yr pro 10e10 Mo . Weiter gehen sie von einer Akkretionsrate von 10e-7 bis 10e-6 Mo/Yr aus und einem Wasserstoffanteil von 0,72 bei der akkretierten Materie (wieso?). Bei der gemessenen weichen Röntgenstrahlung schätzen sie den Absorptionsfaktor auf 3 bis 4 und folgern daraus, dass nicht mehr als 5% der SN1a durch Akkretion gebildet werden.

Wenn eine oder mehrere dieser Annahmen falsch sind, könnten es aber meiner Meinung nach auch 50% sein oder irgend ein anderer Wert.

2.) Hat man elliptische Galaxien deswegen herangezogen, weil sie viel weniger Staub enthalten als Spiralgalaxien und man daher das Fehlen von Röntgenstrahlen durch Staubextinktion ausschliessen kann?

Darüber habe ich in der Arbeit nichts gelesen. Es wird auch nichts darüber ausgesagt, ob die verschiedenen SN1a Szenarien unterschiedliche Helligkeiten oder Helligkeitsverläufe haben oder ob man sie auf andere Weise unterscheiden kann bzw. ob diese Erkenntnisse Auswirkungen auf die Entfernungsbestimmung mittels SN1a haben. Vielleicht traut man ja den eigenen Berechnungen nicht so ganz?

Gruss, Delta3.
 
Oben