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THEMA: Supernovas Typ1A als Standardkerzen

Supernovas Typ1A als Standardkerzen 28 Mär 2016 18:23 #4638

Thomas schrieb: Dass die Supernova 1A Standardkerzen besser sind als die Cepheiden und auch viel weiter reichen, davon sind eigentlich die befassten Wissenschaftler schon überzeugt. Richtigerweise muss man aber auf eine Diskussion hinweisen, die es derzeit gibt hinsichtlich der Frage, ob es auch denkbar ist, ob die Chandrasekharmasse auch von oben her "angefahren" , also erreicht wird. Der Grund dafür ist, dass man bei Beobachtungen von vorläufesternen bisher immer Massen gemessen hat, die unterhalb dieser 1,4 Sonnenmassen zu liegen kamen. Aber auch hier gibt es Fehlerbalken, die man berücksichtigen muss.
Macht doch mal einen analytischen Diskussionsfaden zum Thema, wie zuverlässig sind Supernova 1A als Standartkerzen.


Ich verstehe Udos Bedenken, wir werden die Problematik nicht lösen können. Aber wir können unser Halbwissen zusammenlegen und ein besseres Verständnis dieser Supernovas erreichen.

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Supernovas Typ1A als Standardkerzen 28 Mär 2016 18:27 #4639

Ich zitiere mal aus wikipedia (von mir umformatiert):

Neben den normalen Typ-Ia-Supernovae treten noch lichtschwächere und hellere Supernovae auf, die sich spektroskopisch nicht oder nur wenig von den normalen Ia-Supernovae unterscheiden:

- Die Super-Chandrasekhar-Supernovae vom Typ Ia mit einem Anteil von ungefähr neun Prozent aller Ia-Supernovae. Ihre absoluten Helligkeiten sind im Maximum um eine Magnitude heller. Ihre Lichtkurven lassen sich modellieren mit 1,5 bis 1,8 Sonnenmassen von 56Ni. Diese Masse an einem synthetisierten Element übersteigt die maximale Masse eines Weißen Zwergs, die Chandrasekhar-Grenze, von ungefähr 1,44 Sonnenmassen.

- Die Supernovae vom Typ .Ia oder auch SN-1991bg-artigen Supernovae haben einen Anteil von 15 Prozent aller Ia-Supernovae. Sie erreichen eine geringere absolute maximale Helligkeit von nicht mehr als -17 mag. Die neu synthetisierte Materie an 56Ni liegt bei nur 0,1 Sonnenmassen und die Lichtkurve fällt schneller ab als bei normalen Ia-Supernovae. Im Infraroten tritt kein zweites Maximum auf. Es gibt im Spektrum Anzeichen für nicht in Kernfusionen verbrauchten Kohlenstoff.

- Die Supernovae vom Typ Iax oder auch SN-2002cx-artigen Supernovae tragen zu fünf Prozent aller Ia-Supernovae bei. Nach ihren Lichtkurven sind bei diesen unterleuchtkräftigen Supernovae nur 0,2 Sonnenmassen an 56Ni entstanden. Ihre maximalen Helligkeiten erreichen um die -18 mag. Die Expansionsgeschwindigkeit ist recht gering und ihre Hüllen werden auch ein Jahr nach der Explosion noch nicht transparent.

- Die SN Ia-CSM - Untergruppe zeigt in späten Spektren einige Wochen bis Monate nach dem Maximum schwache Anzeichen für scharfe Linien des Wasserstoffs. Die SN Ia-CSM machen je nach Autor zwischen 0,1 und 1 Prozent aller Supernovae vom Typ Ia aus. Die Wasserstofflinien entstehen wahrscheinlich durch die Interaktion des bei der Supernovaexplosion ausgestoßenen Materials mit zirkumstellarer Materie.


Dies zeigt für mich, dass Supernovas vom Typ 1A keineswegs einheitlich sind und das selbe Spektrum ergeben. In den obigen Fällen erkennen wir die Besonderheiten anhand der Spektren. Die Frage ist, ob diese Liste vollständig ist.

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Supernovas Typ1A als Standardkerzen 28 Mär 2016 18:43 #4642

Ein weißer Zwerg besteht aus einem Sauerstoffkern umgeben von einer Kohlenstoff-Hülle. Die Anteile von Sauerstoff und Kohlenstoff sind unterschiedlich.

Außen gibt es noch eine kleine Hülle mit Helium und eventuell noch eine kleine Hülle mit reinem Wasserstoff.

Die Masse eines weißen Zwerges ist unterhalb der Chandrasekhar-Grenze, wie weit darunter ist unterschiedlich.

Je nach weißem Zwerg muss eine unterschiedliche Masse (von einem Begleiter) übergehen. Somit liegt bei der Supernova Zündung in jedem Fall ein unterschiedliches Mischungsverhältnis der Materie vor, was natürlich auch Auswirkungen auf die Stärke der Explosion hat.


Bei sehr alten Supernovas vom Typ 1A muss man auch bedenken, dass ein Stern eine gewisse Zeit braucht, um auszubrennen - insbesondere kleine Sterne, die in weißen Zwergen enden.

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Supernovas Typ1A als Standardkerzen 28 Mär 2016 19:33 #4647

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Ich würde auch gern mitdenken und frage mich gerade, welche Informationen man aus dem Lichtspektrum bzw. aus Spektrallinien ableiten kann.
Ich nehme an, dass diese Informationen nicht reichen, oder steckt da noch Erkenntnispotenzial drin?

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Supernovas Typ1A als Standardkerzen 31 Mär 2016 04:11 #4756

Vielleicht reicht die Information schon aus um zu der Schlußfolgerung zu kommen das es verschiedene SN1a gibt und die Entfernungsbestimmung damit fehlerhaft war. Vielleicht unterlief den Astronomen damit der gleiche Fehler der schon Hubble mit seinen Cepheiden unterlief weil er damals noch nicht wissen konnte das es derer verschiedene gibt?
Da stellt sich auch die Frage ob ein solcher Fehler generell Konsequenzen für das bisherige Verständnis hat. Welche Auswirkung hat das für die Genauigkeit der Entfernungsbestimmung mittels Rotverschiebung? Wurde die Hubblekonstante nicht mit SN1a geeicht? Harald Lesch hat das in @Centauri - Entfernungsbestimmung III angedeutet.

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Supernovas Typ1A als Standardkerzen 31 Mär 2016 09:04 #4760

ClausS schrieb: Ein weißer Zwerg besteht aus einem Sauerstoffkern umgeben von einer Kohlenstoff-Hülle. Die Anteile von Sauerstoff und Kohlenstoff sind unterschiedlich.

Außen gibt es noch eine kleine Hülle mit Helium und eventuell noch eine kleine Hülle mit reinem Wasserstoff.

Die Masse eines weißen Zwerges ist unterhalb der Chandrasekhar-Grenze, wie weit darunter ist unterschiedlich.

Je nach weißem Zwerg muss eine unterschiedliche Masse (von einem Begleiter) übergehen. Somit liegt bei der Supernova Zündung in jedem Fall ein unterschiedliches Mischungsverhältnis der Materie vor, was natürlich auch Auswirkungen auf die Stärke der Explosion hat.


Bei sehr alten Supernovas vom Typ 1A muss man auch bedenken, dass ein Stern eine gewisse Zeit braucht, um auszubrennen - insbesondere kleine Sterne, die in weißen Zwergen enden.[/

Also, wenn die Mischung des Ausgangsmaterials zu einer unterschiedlichen Explosionsstärke führen würde, dann würde man ja in den Lichtkurven unterschiedliche Maxima sehen. Der Verlauf der Lichtkurven hängt von der Elementhäfigkeit von Co56 und Ni56 ab, die nach der durch den Gravitationskollaps verursachten Fusionsprodukte entstanden sind. Wenn dem nicht so wäre, könnten die SN 1A nicht als Standardkerzen dienen.
In den Beobachtungen zeigt sich, dass die Lichtkurven alle den gleichen Verlauf haben, aber nicht aufeinander liegen. Erst durch ein Normungsverfahren gelingt es, sie zur Deckung zu bringen.
Ob die Lichtkurven, die ich aus der Literatur kenne, vorher schon einem Auswahlverfahren unterzogen wurden, entzieht sich meiner Kentniss. Also unter Auswahlverfahren meine ich, dass man grob in ihrem Verlauf abweichende Lichtkurven bereits aussortiert hat und nur solche Lichtkurven akzeptiert, deren Spektren die gleiche Signatur zeigen.
Die Frage muss aber klar sein, wenn man wissen will, wie zuverlässig SN1A als Standardkerzen dienen können.
Die Maxima müssen nach dem Normungsverfahren auch aufeinander zu liegen kommen, was sie auch tun. Täten sie es nicht, wäre die Chandrasekarmasse keine scharfe Massengrenze, die die Implosion der Sternmasse auslöst. Das passt also.
Wieso Implosion und nicht Explosion? Naja, weil die Sternmasse nach Erreichen der Grenzmasse erst einmal in sich zusammenstürzt, dabei heftige Fusionsreaktionen stattfinden und auf diese Weise das radioaktive Ni56 erzeugt, dass dann nach der Explosion in Co56 und dann in Fe56 weiter zerfällt. Die eine Halbwertszeit liegt bei 7 Tagen und die andere bei 77 Tagen.
Soweit zur Theorie.
Ob das alles in dieser Eindeutigkeit gemessen wird, dazu müsste man einmal einen damit befassten Spektroskopiker fragen.
Grüße
Thomas

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Supernovas Typ1A als Standardkerzen 02 Apr 2016 11:21 #4825

Laut wikipedia werden die Lichtkurven einer Supernova 1A durch die Phillips Beziehung normiert: de.wikipedia.org/wiki/Phillips-Beziehung .

Ich zitiere:

"Die Phillips-Beziehung beschreibt einen empirischen Zusammenhang zwischen dem Verlauf der Lichtkurven von thermonuklearen Supernovae vom Typ Ia und der absoluten Helligkeit. Mit Hilfe der Phillips-Beziehung konnte die astronomische Entfernungsbestimmung mit hoher Genauigkeit auf kosmologische Distanzen ausgedehnt werden und führte zur Entdeckung der beschleunigten Expansion des Universums.

Die Phillips-Beziehung ist erstmals von M. Phillips im Jahre 1993 beschrieben worden. Demnach besteht ein Zusammenhang zwischen dem Helligkeitsabfall 15 Tage nach dem Maximum im blauen Filter des UBV-Systems und der absoluten Helligkeit."

...

"Die Phillips-Beziehung gilt nicht für unterleuchtkräftige Supernova vom Typ Iax und die überleuchtkräftigen Super-Chandrasekhar Supernova. Diese thermonuklearen Supernovae können anhand des Helligkeitsverlaufs als Nicht-Standard-Supernova vom Typ Ia identifiziert werden."

"Die Lichtkurven von Supernova werden vom radioaktiven Zerfall von 56Ni angetrieben. Die Menge an radioaktiven Nickel bestimmt die Temperatur der Photosphäre der Supernova und beeinflusst die Opazität der Sternatmosphäre. Mit steigender Temperatur erhöht sich die Opazität und damit wird mehr Energie in der Atmosphäre zurückgehalten. Damit beschleunigt sich der Helligkeitsabfall und die Energie wird später abgestrahlt.

Eine kleine Gruppe von Supernova vom Typ Ia folgen allerdings nicht der Phillips-Beziehung wie z.B. SN 2001ay. Die absolute Helligkeit dieser Supernovae entspricht denen anderen Standard-SN-Ia, während der Helligkeitsabfall bedeutend langsamer verläuft. Dies wird eine Folge einer ungewöhnlichen chemischen Zusammensetzung des Verläufersterns der Supernova interpretiert, wonach der explodierte Weiße Zwerg zu über 80 Prozent aus Kohlenstoff bestanden haben soll."

Laut dem letzten Absatz hängt die Lichtkurve offenbar vom Kohlenstoffanteil ab - und der kann ja auch geringfügiger variieren als in dem Beispiel, wo er 80% beträgt.

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Supernovas Typ1A als Standardkerzen 07 Apr 2016 06:29 #5133

Ich habe gerade nochmal das Video von Herrn Gaßner über Lichtermüdung gesehen (Danke spacerat ;)) Darin erwähnt er ab etwa 32:00 das beim messen der Lichtkurve über die Zeit die Einsteinsche Zeitdilatation eine Rolle spielt. Aber damit hat man doch zwei drei unabhängige Meßverfahren an einem Objekt, perfekt zum eichen oder nicht?
Also man hat Rotverschiebung UND Zeitdilatation für die Fluchtgeschwindigkeit sowie die Helligkeit für die Entfernung.

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Supernovas Typ1A als Standardkerzen 07 Apr 2016 07:41 #5134

Merilix schrieb: Also man hat Rotverschiebung UND Zeitdilatation für die Fluchtgeschwindigkeit sowie die Helligkeit für die Entfernung.


Vor allem kann man sehen, dass die gemessene Zeitdilatation genau der gemessenen Rotverschiebung entspricht, was eine gute Bestätigung für die Theorie ist.

Zumindest gehe ich davon aus, dass man das geprüft hat - und die Prüfer sich den Nobelpreis nicht entgehen lassen, wenn sie hier signifikante Abweichungen gefunden hätten.

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Supernovas Typ1A als Standardkerzen 09 Jul 2016 21:14 #7107

Ich habe eben diesen Artikel Neuer Entstehungsweg für Supernovae Typ Ia bestätigt von 2012 entdeckt.

wenn dies zutrifft:

Welt der Physik schrieb: Eine große Zahl der Ia-Supernovae werden offenbar durch den Zusammenstoß Weißer Zwerge ausgelöst. Die Massen der Sternenüberreste bestimmt dabei, wie hell die Explosion ist..

dann bedeutet dies doch das SN1a überhaupt nicht als Standardkerzen taugen und sämtliche Ergebnisse und Schlussfolgerungen aus der Entfernungsbestimmung daraus auf den Prüfstand müssen.

Ist eine solche SN1a von einer zu unterscheiden die ihre kritische Masse aus einem roten Riesen gewinnt?
Wie ist der Artikel zu bewerten?

Gruß
Merilix

siehe auch
Weiße Zwerge auf Kollisionskurs Welt der Physik 2015
Sternexplosionen bringen Astronomen durcheinander Welt der Physik 2015

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Supernovas Typ1A als Standardkerzen 30 Nov 2018 21:10 #45495

Darüber denke ich jetzt im W...n Hotel nach, wirklich eine interessante Frage

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Supernovas Typ1A als Standardkerzen 02 Dez 2018 11:27 #45523

Moderatoren Hinweis

Bitte keine versteckte Werbung für einzelne Hotels. Den Hotelnamen und den Link entferne ich daher aus obigem Post.

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Supernovas Typ1A als Standardkerzen 02 Dez 2018 11:35 #45524

Merilix schrieb: Ich habe eben diesen Artikel Neuer Entstehungsweg für Supernovae Typ Ia bestätigt von 2012 entdeckt.


Für mich stellen sich hier zwei Fragen:
- Sind die Spektren einer klassischen 1a-SN und einer Kollisions-1a-SN voneinander unterscheidbar? Oder verfälschen die Kollisions-SN tatsächlich die Statistik?
- Ändert sich der Anteil der Kollisions-SN mit der Zeit? Und sind Kollisions-SN tendentiell heller oder dunkler als klassische?

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Supernovas Typ1A als Standardkerzen 02 Dez 2018 23:07 #45549

Hallo Claus,

die Abklingkurven der SN 1A erklären sich aus dem radioaktiven Zerfall der Isotope von Ni, Co, und Fe 56.
Diese Elemente müssen also vor der Explosion, also bei der Implosion oder im zweiten Fall, bei der WZ - Fusion in gleicher Menge entstehen. Wenn sie das nicht tun, sind die Lichtkurven nicht identisch.
Die bisherige Lehrmeinung sagt, dass SN 1A immer an der Chandra - Grenze entstehen. dass also die Menge der o.g. Isotope immer gleich ist und dass deshalb die Lichtkurven vergleichbar sind.

Wenn Weiße Zwerge verschmelzen, dann ist die Ausgangsmasse dieser Vorgänge nicht mehr scharf definiert, denn ein weißer Zwerg kann 0,8 - 1,4 Sonnenmassen besitzen, die Zahlen erheben keinen Anspruch auf Genauigkeit.
Verschmelzen 2 solcher WZ, dann entsteht in der Regel ein Neutronenstern.
Ich bezweifle, dass bei letzterem Prozess Ni, Co und Eisen entstehen können. Und vor allem, dass sie aus dem Gravitationspotential des entstehenden Neutronensterns entfliehen können, um dann im Nachgang in aller Ruhe ihre Zerfallsenergie abgeben zu können.

Deshalb meine ich, dass die Fusion zweier Weißer Zwerge mit einer SN 1A nicht viel gemein haben.

LG
Thomas

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