Kosmische SternexplosionenKosmische SternexplosionenWolfgang HillebrandtWolfgang Hillebrandt MPI für Astrophysik MPI für Astrophysik

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Wissenschaft für jedermannDeutsches Museum 10. Dezember 2008

TychoTychoBraheBrahe(1546(1546- - 1601)1601)

11. 11. 11. 11. 1572:1572:neuerneuerhellerhellerSternSternim im Sternbild Sternbild Cassio-Cassio-peia!peia!

““Stella Nova”: Tycho Brahes SupernovaStella Nova”: Tycho Brahes Supernova

““Stella Nova”: Tycho Brahes SupernovaStella Nova”: Tycho Brahes Supernova

Entfernungsmessung: die ParalaxeEntfernungsmessung: die Paralaxe

Entfernungsmessung: die ParalaxeEntfernungsmessung: die Paralaxe

Supernova (SN) 1604 Supernova (SN) 1604 (,,Keplers Supernova’’ (,,Keplers Supernova’’)

Supernova (SN) 1604 Supernova (SN) 1604 (,,Keplers Supernova’’) (,,Keplers Supernova’’)

Supernova in anderen Kulturen:Supernova in anderen Kulturen:SN 1054 (die ,,Crab Supernova’’SN 1054 (die ,,Crab Supernova’’)

SSupernova in anderen Kulturen:upernova in anderen Kulturen:SN 1054 (die ,,Crab Supernova’’SN 1054 (die ,,Crab Supernova’’)

Aus der Geschichte der Sung Dynastie:

“Im ersten Jahr der Shih-huo Periode (1054), zum 5. Mond, am Tag des Ch’ih-Ch’iu (4.7.) erschien ein Gaststern … südöstlich von T’ieng K’uang (Taurus). Über ein Jahr später wurde erallmählich unsichtbar.” … “ Er wurde am Tage beobachtet wie Venus, rot-weiße Farbe, sichtbar am Tage für 23 Tage.”

Supernova in anderen Kulturen:Supernova in anderen Kulturen:SN 1054 (die ,,Crab Supernova’’SN 1054 (die ,,Crab Supernova’’)

Chaco Canyon, Arizona, USA: Anasazi Piktogramme

Supernova in anderen Kulturen:Supernova in anderen Kulturen:…… …… oder SN 1572oder SN 1572

Was ist eine “Supernova “ ?Was ist eine “Supernova “ ?

20. August 1885

S Andromeda = SN 1885A in M31S Andromeda = SN 1885A in M31

S Andromeda = SN 1885A in M31S Andromeda = SN 1885A in M31

S Andromeda = SN 1885A in M31S Andromeda = SN 1885A in M31

Knut Emil Lundmark

Fritz Zwicky

Zahl der Entdeckungen (bis 1999)Zahl der Entdeckungen (bis 1999)

Moderne Supernova-Beobachtungen: Moderne Supernova-Beobachtungen: die SN 1998bu die SN 1998bu

Die Supernova 1987ADie Supernova 1987A

30 Doradus in der Großen Magellansche 30 Doradus in der Großen Magellansche WolkeWolke (d ~ 160 000 Lichtjahre)

Supernova 1987ASupernova 1987A7:35 UT 23.2.19877:35 UT 23.2.1987

Blauer ÜberrieseSanduleak 69.202

Was sind nun eine Was sind nun eine “Supernovae”?“Supernovae”?

Supernova Typen: eine Laune der Supernova Typen: eine Laune der Natur!Natur!

Supernova-Supernova-Spektren …Spektren …

……. und Lichtkurven. und Lichtkurven

HELLIGKEIT

Z e i t (in Tagen)

Was sind also “Supernovae”?Was sind also “Supernovae”?Thermonukleare SupernovaeThermonukleare Supernovae

Wie explodieren Typ Ia Supernovae?Wie explodieren Typ Ia Supernovae?

C+O,C+O,

M ≈ MM ≈ Mchch

He (+H)vom Begleitstern

Explosionsenergie:Explosionsenergie:

Fusion vonFusion vonC+C, C+O, O+O C+C, C+O, O+O "Fe“"Fe“

Licht:Licht:

Radioaktiver Zerfall :Radioaktiver Zerfall :

5656Ni ―› Ni ―› 5656Co ―› Co ―› 5656FeFe

Dichte ~ 109 - 1010 g/cm3

Temperatur: einige 109 K

Radien: einige 1000 km

Numerische Simulationen auf Numerische Simulationen auf Supercomputern Supercomputern

IBM-Regatta~4,2 TF(RZG)

Numerische Simulationen auf Numerische Simulationen auf Supercomputern Supercomputern

Was sind also “Supernovae”?Was sind also “Supernovae”? Supernovae kollabierender SterneSupernovae kollabierender Sterne

Supernovae kollabierender SterneSupernovae kollabierender Sterne

Supernovae kollabierender SterneSupernovae kollabierender Sterne

Nur Sterne mit mehr als 8 Sonnen-massen!

Supernovae kollabierender SterneSupernovae kollabierender Sterne

Was verursacht die Explosion?Was verursacht die Explosion?

Neutrinos sind ursächlich!

Werden vom Neutronenstern in riesiger Zahl angestrahlt

Heizen das Sterninnere bis der Stern auseinander gerissen wird

Numerische Simulationen auf Numerische Simulationen auf Supercomputern Supercomputern

SGI-Altix ~20 TF (LRZ)

Numerische Simulationen auf Numerische Simulationen auf Supercomputern Supercomputern

Numerische Simulationen auf Numerische Simulationen auf Supercomputern Supercomputern

Warum interessiert uns das Warum interessiert uns das eigentlich? eigentlich?

1. Typ Ia Supernovae und die “Dunkle Energie”

Mittlerer Abstand zwischen den Galaxien

heute

schwächer

Rotverschiebung

M = 1

Zeit

Geschlossen M > 1

Offen M < 1

M = 0

- 14 - 9 - 7Milliarden Jahre

Das neue kosmologische Das neue kosmologische WeltbildWeltbild

Warum interessiert uns das Warum interessiert uns das eigentlich? eigentlich?

2. Typ II Supernovae und die Entstehung der schweren chemischen Elemente

Solare (und kosmische) Solare (und kosmische) ElementhäufigkeitenElementhäufigkeiten

Explosion eines massereichen Sterns Explosion eines massereichen Sterns ........

... und der r-Prozess... und der r-Prozess

Supernovae: Supernovae: Was bleibt noch zu tun? Was bleibt noch zu tun?

““Gamma-ray bursts” ? Gamma-ray bursts” ?

Die nächste Supernova in Die nächste Supernova in unserer Milchstrasse? unserer Milchstrasse?

Vielen Dank für Ihre Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Aufmerksamkeit!