Die Himmelsleiter: Explodierende Weiße Zwerge

Unter einer Supernova versteht man einen plötzlich extrem aufgehellten Stern. Dafür gibt es mehrere Ursachen:

Der Stern kollabiert und fliegt dann auseinander (Supernova Typ II) oder ein Weißer Zwerg (erdgroßer alter Stern) bekommt soviel Materie von seinem Doppelsternpartner, dass es unter dem Gewicht zum explosiven Verschmelzen der Kohlenstoff- und Sauerstoffatome kommt und dadurch der gesamte Weiße Zwerg explodiert (Supernova Typ 1a).

Da sich alle Weiße Zwerge sehr ähnlich sind, haben alle Supernovae Typ 1a etwa die gleiche Maximalleuchtkraft  (- 20 mag). Sie eignen sich deshalb hervorragend zur Entfernungsmessung:

Man muss lediglich noch aus der Lichtkurve die beobachtete scheinbare Maximalhelligkeit bestimmen und erhält durch den Vergleich auf bekannte Weise den Abstand.

credit: caltech education

Natürlich muss auch dieses Verfahren geeicht werden: Aber in Galaxien mit bekannten Entfernungen kann man ausreichend viele Supernovae beobachten und aus der scheinbaren die absolute Helligkeit (Leuchtkraft) bestimmen. So hat man die Eignung als "Standardkerze" erkannt:

Und dann nimmt man einfach diese maximale Leuchtkraft als gegeben an und kann bei einer anderen Supernova die Entfernung berechnen.

Inzwischen hat man viele Probleme gut in den Griff bekommen (unterschiedliche Helligkeit durch verschiedene Verhältnisse von Kohlenstoff und Sauerstoff, Berücksichtigung der Absorption durch Staubwolken etc.), so dass man das Verfahren  für die Entfernungsmessung sehr weit entfernter Galaxien verwenden kann.

Als dies vor 20 Jahren zum ersten Mal geschah, entdeckte man, dass alle beobachteten Galaxien weiter entfernt waren als es eigentlich zu erwarten war:

Unser Kosmos expandiert seit einigen Milliarden Jahren beschleunigt, d.h. er wird immer schneller immer größer.

Neueste Meldung:

Am 5.9.2016 konnte eine Supernova (SN iPFT11gev) durch eine Gravitationlinse gleich viermal gesehen werden. Aus den Zeitunterschieden und einem Linsenmodell konnte man den Abstand berechnen und direkt mit den traditionell bestimmten Werten vergleichen. Die in diesen Tagen Ende Oktober 2018 veröffentlichte Arbeit zeigt, wie man die kosmische Expansion durch eine solche gelinste Supernova genauestens beobachten kann.

LMA (ESO/NRAO/NAOJ), L. Calçada  Joel Johansson

LMA (ESO/NRAO/NAOJ), L. Calçada  Joel Johansson

Joel Johansson

Damit sind wir jetzt oben auf der Himmelsleiter angekommen, denn Hubble Gesetz und Supernova 1a - Methode funktionieren quasi unbegrenzt....

Trotzdem wackeln die oberen Sprossen gewaltig...die nächsten Posts werden zeigen, dass die gemessenen großen Entfernungen von der Messmethode abhängen.

In einem beschleunigt expandierenden Universum ist es außerdem gar nicht einfach überhaupt zu sagen, was man denn unter der Entfernung verstehen will....


wird fortgesetzt...