Röntgenspektroskopie heißer weißer Zwerge mit Chandra
Final Report Abstract
Die Entwicklung weisser Zwerge (WZ) gilt als so gut verstanden, dass diese Objekte als astrophysikalische Werkzeuge benutzt werden, z.B., zur Altersbestimmung von Sternpopulationen. Spektroskopische Analysen weisen jedoch oft widersprü chliche Ergebnisse für die Atmosphärenparameter auf, die aufgeklärt werden müssen, um die Rolle der WZ als Werkzeuge zu rechtfertigen. Ein wesentlicher Atmosphärenparameter ist die Häufigkeit der chemischen Elemente (Metalle), die insbesondere gut im Röntgenbereich des Energiespektrums nachgewiesen werden können. Hochaufgelöste weiche Röntgenbeobachtungen von einzelnen WZ sind jedoch rar. Wir haben das amerikanische Chandra-Observatorium dazu benutzt, zwei WZ zu spektroskopieren. Archivdaten eines weiteren WZ wurden ebenso bearbeitet. Die Röntgenspektren von zwei dieser WZ, deren Atmosphäre von Wasserstoff dominiert wird, wurden untersucht, um die Auswirkungen der Gravitationsdiffusion und des Strahlungsauftriebs auf schwere Elemente zu studieren. In einem dieser Objekte wurden keine Metalle nachgewiesen, was im eklatanten Widerspruch zu theoretischen Vorhersagen steht. Über den Grund kann nur spekuliert werden. Möglicherweise sind die Diffusionsmodelle nicht vollständig bezüglich bisher ignorierter physikalischer Effekte (z.B. Magnetfelder). Ein weiteres beunruhigendes Ergebnis ist die Tatsache, dass die Temperaturbestimmung aus den Lymanlinien einerseits und den Balmerlinien andererseits widersprüchliche Ergebnisse liefern. Auch für den zweiten dieser WZ, in dem Metalle nachweisbar sind, zeigt sich, dass die theoretischen Modelle quantitativ falsche Vorhersagen machen. Zumeist liegen die theoretischen Häufigkeiten weit über den beobachteten. All diese Befunde zeigen deutlich auf, dass die Modellierung der Atmosphären heisser, wasserstoffreicher WZ unzulänglich ist. Der dritte untersuchte WZ ist ein wasserstoffarmer Stern, dessen präzise Position im HRD festgestellt werden sollte, um die Vorhersagen asteroseimologischer Theorien für diese Objekte zu testen. Im Gegensatz zu den H-reichen WZ gelingt hier eine widerspruchsfreie Interpretation der beobachteten Spektren, was wahrscheinlich daran liegt, dass die Atmosphäre diese Sterns chemisch homogen ist und, aufgrund eines noch anhaltenden strahlungsdruckgetriebenen Sternwindes, unbeeinflusst ist durch Gravitationsdiffusion. Es zeigt sich, dass die Position dieses nicht-variablen WZ im Vergleich zu der eines variablen WZ gleichen Typs vereinbar ist mit stellaren Pulsationsmodellen, und somit asteroseismologische Analysen, die auf diesen Modellen basieren, verlässliche Informationen über den inneren Aufbau der Sterne liefern.
Publications
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2008. Chandra Spectroscopy of the Hot DA White Dwarf LB1919 and the PG1159 Star PG1520+525. The X-ray Universe 2008, p. 65
Adamczak, J., Werner, K., Rauch, T., Drake, J. J., Schuh, S.
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2010. Analysis of Chandra-LETG spectra of two DA white dwarfs and a PG1159 star. 17th European White Dwarf Workshop, eds. K. Werner, T. Rauch, AIP Conference Proceedings, 1273, 406
Adamczak, J., Werner, K., Rauch, T., Schuh, S., Drake, J. J., Kruk, J. W.
