Posted in: Kosmos, Sterne 19. Mai 2009 14:01 Weiter lesen →

Klarere Standardkerzen

Korrelationsdiagramm mit 2 Wellenlängenachsen, farbig von blau nach rot markiert die Korrelation des Quotienten mit der HelligkeitFranzösische und amerikanische Astronomen haben einen verblüffend einfachen Weg gefunden, die Helligkeit von Sternexplosionen zu ermitteln. Da diese Supernovae als kosmische „Standardkerzen“ dienen, können Entfernungen im All auf diese Weise besonders genau bestimmt werden.

Bei mehreren Kombinationen von Wellenlängen besteht eine enge Korrelation des Quotienten mit der absoluten Helligkeit der Supernova. Grafik: Lawrence Berkeley National Laboratory

Dazu muss lediglich die Helligkeit einer Supernova bei zwei Wellenlängen (642 und 443 Nanometer) im orangeroten und im blauvioletten Teil ihres Lichtspektrums bestimmt werden, fanden die Forscher um Stephen Bailey vom Laboratoire de Physique Nucléaire et des Hautes Energies in Paris und vom Lawrence Berkeley National Laboratory. Aus dem Quotient beider Werte lässt sich mit einer Ungenauigkeit von lediglich sechs Prozent auf die Entfernung der Explosion schließen.

Die Frage nach den physikalischen Grundlagen des Kniffs sei derzeit noch völlig offen, räumt Bailey ein. „Schon früher haben Astronomen nach spektralen Merkmalen gesucht, anhand derer die beobachteten Helligkeiten korrigiert werden könnten. Dabei haben sie sich jedoch auf bekannte physikalische Merkmale konzentriert, beispielsweise die Spektrallinien von Silizium oder Schwefel.“ Die neue Arbeit beruhe dagegen auf reiner Statistik.

Bailey und Kollegen analysierten detailreiche Spektren, die sie von 58 Supernovae vom Typ Ia aufgenommen hatten. Solche Explosionen gehen auf Sterne zurück, die nach und nach Material anhäufen, bis sie schließlich die kritische Masse für den Kollaps erreichen. Daher sollten Typ-Ia-Supernovae stets ähnlich hell strahlen, sodass aus ihrer beobachteten Helligkeit auf ihre Entfernung geschlossen werden kann.

So einfach dieser Ansatz auch klinge, habe man in der Praxis mit Staubansammlungen in der Sichtlinie und anderen Widrigkeiten zu kämpfen, erläutert Baileys Kollege Rollin Thomas. Daher seien meist zusätzliche Korrekturen nötig, die wiederum langwierige Beobachtungen voraussetzen. Das Helligkeitsverhältnis bei 642 und 443 Nanometern scheine diese Faktoren jedoch zu kompensieren, sodass Daten aus einer einzigen Beobachtungsnacht genügten. „Es ist beinahe so, als würde die Supernova uns sagen, wie wir sie zu messen haben.“

Forschung: Stephen Bailey, Pierre Antilogus und Chao Wu, Laboratoire de Physique Nucléaire et des Hautes Energies, CNRS/IN2P3, Universités Paris VI et Paris VII; Greg Aldering und Rollin C. Thomas, Physics Division, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley; und andere

Veröffentlichung Astronomy & Astrophysics, DOI 10.1051/0004-6361/200911973 (in press); Preprint arxiv:0905.0340

WWW:
Paris Supernova Cosmology Group
Nearby Supernova Factory, LBL
Supernovae
The Distance Ladder

Lesen Sie dazu im Scienceticker:
Lichtecho verrät Sternentfernung


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