Realistische synthetische Spektren für Supernovae als Werkzeug für die Quantifizierung der empirischen kosmologischen Konstanten bzw. der "dunklen Energie"
Final Report Abstract
Das geförderte Projekt hatte als Schwerpunkt zum Ziel, realistische synthetische Spektren für Typ Ia Supernovae (SNe Ia) zu modellieren und anhand detaillierter Sternatmosphärenmodelle sowie hochaufgelöster Spektren, die nicht nur den optischen sondern auch den UV sowie den nahen Infrarot Spektralbereich abdecken, die fundamentalen, in komplexer Form zusammenwirkenden Prozesse in den äußeren Supernovaschichten zu beschreiben und auf diesem Weg zum Verständnis der Physik, die in den Hüllen von SNe Ia abläuft, beizutragen. Das Hauptaugenmerk dieses Projektes lag somit auf dem Aspekt der Erzeugung und dem Transport von Strahlungsenergie in den expandierenden Hüllen von Typ Ia Supernovae. Anhand der Entstehung, Zusammensetzung und Stärke der spektralen Signaturen sowie deren Zusammenwirken und Empfindlichkeit gegenüber den maßgeblichen modellspezifischen physikalischen Größen sollte im Detail untersucht werden, wie die mit erheblichen Schwächen behaftete Ausgangsqualität der berechneten synthetischen Spektren den Status von “realistischen Spektren” erreichen kann. (Realistische Spektren für SNe Ia sind erforderlich, um Quellen für mögliche systematische Fehler hinsichtlich der Standardkerzen-Kalibrierung dieser Objekte aufzudecken, und dabei zu hinterfragen, ob das Verhalten von beobachteten Typ Ia Supernovae im lokalen Universum auf Objekte bei mittleren Rotverschiebungen exakt übertragen werden kann – dazu muss untersucht werden, ob die nukleare Verbrennung von den Details der chemischen Zusammensetzung der explodierenden Sterne oder aber den Zündbedingungen der Explosion abhängt und sich dadurch die Helligkeit der Supernovae aufgrund der chemischen Evolution oder geprägt von Umgebungseffekten systematisch verändern kann.) Als Ausgangsbasis für dieses Projekt stand ein vom Antragsteller und seiner Gruppe entwickelter NLTE-Strahlungstransportcode zur Verfügung, der bereits seit einigen Jahren erfolgreich bei der Spektraldiagnostik heißer Sterne eingesetzt wird, und der auch auf dem Gebiet der Supernovahüllen, bei dem die Simulation des Strahlungstransportes jedoch von vielen Besonderheiten geprägt wird, zu ersten Einsätzen kam.
Publications
- 2010, “Dunkle kosmische Energie”, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg 2010, Springer-Verlag, Astrophysik aktuell, ISBN 978-3-8274-2480-8, 1–304 (2010)
Pauldrach, A. W. A.
- 2012, “Numerical models for the diffuse ionized gas in galaxies. I. Synthetic spectra of thermally excited gas with turbulent magnetic reconnection as energy source”, A&A, 544, A57 (2012)
Hoffmann, T. L., Lieb, S., Pauldrach, A. W. A., et al.
(See online at https://doi.org/10.1051/0004-6361/200811512) - 2012, “Radiation-driven winds of hot luminous stars XVI. Expanding atmospheres of massive and very massive stars and the evolution of dense stellar clusters”, A&A, 538, A75 (2012)
Pauldrach, A. W. A., Vanbeveren, D., & Hoffmann, T. L.
(See online at https://doi.org/10.1051/0004-6361/201117621) - 2013, “Non-LTE models for synthetic spectra of type Ia supernovae III. An accelerated lambda iteration procedure for the mutual interactions of strong spectral lines in SN Ia models with and without energy deposition”, A&A
Pauldrach, A. W. A., Hoffmann, T. L., & Hultzsch, P. J. N.
(See online at https://doi.org/10.1051/0004-6361/201322253) - 2013, “Non-LTE models for synthetic spectra of type Ia supernovae IV. A modified Feautrier scheme for opacity-sampled pseudo-continua at high expansion velocities and application to synthetic SN Ia spectra”, A&A
Hoffmann, T. L., Sauer, D., Pauldrach, A. W. A., et al.
(See online at https://doi.org/10.1051/0004-6361/201322265) - 2013, “Radiation-driven winds of hot luminous stars XVIII. The reliability of stellar and wind parameter determinations of selected central stars of planetary nebulae and the possibility of single-star supernova Ia progenitors”, A&A
Kaschinski, C. B., Pauldrach, A. W. A. & Hoffmann, T. L.
