Typ Ic Supernovae: Vorlaeufer, Diversitaet and Auswirkungen

• Antragsteller: Professor Dr. Norbert Langer
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448644867

Supernova-Explosionen markieren des Ende der Entwicklung eines Sterns. Dabei werden grosse Mengen Energie und neu synthetisierte schwere Elemente an das interstellare Medium von Galaxien abgegeben. Unter den verschiedenen Arten explodierendere Sterne sind die Supernovae vom Typ Ic am raetselhaftesten, denn sie zeigen weder Wasserstoff noch Helium in ihren Spektren. Dazu bilden Ic- Supernovae nahezu disjunkte Untergruppen, wie die der gewoehnlichen Art mit durchschnittlichen Explosionsenergien, Nickel- und Supernova-Massen, die Typ Ic-Hypernovae, welche manchmal zusammen mit Gamma-ray Bursts beobachtet werden, und die superleuchtkraeftigen Ic-Supernovae, die bis zu 100-mal heller strahlen als die der gewoehnlichen Art. Zusaetzlich wird erwartet, das die massereichsten Sterne sogenannte Paar-Instabilitaetes- Supernovae bilden, welche auch als Ic-Supernovae sichtbar werden, wenn der Vorlaeuferstern seine Huelle in einem Wind oder durch dem finalen Kollaps vorangehende Pulsationen verliert. Fuer keine dieser verschiedenen Klassen von Typ Ic-Supernovae ist bisher eine Vorlaeuferentwicklung etabliert. Unser Projekt will aufbauend auf Pilotstudien zur Vorlaeuferentwicklung und explorativen Supernova- Lichtkurvenrechungen die ersten selbstkonsistenten und umfassenden Modellgitter erstellen, die im Wasserstoffbrennen starten und bis zur Supernova gefuehrt werden, mit denen dann die Supernova-Eigenschaften selbst berechnet werden. Dieser Ansatz erlaubt nicht nur, den vollstaendigen Parameterraum der betrachteten Entwicklungskanaele auszuloten und damit die dazugehoerigen verhergesagten Raeume der Supernova-Eigenschaften vollstaendig darzustellen, sondern auch die Anzahl und Eigenschaften der verschiedenen Sorten von Ic-Explosionen als in Abhaengigkeit der Metallizitaet und der kosmologischen Entfernung zu berechnen. Wir wollen dabei von vor Kurzem mit unserer Hilfe gesetzten Meilensteinen im Aufbau des Sternentwicklungs-Computerprogramms MESA profitieren, sowie vom in MESA integrierten von uns entwickelten Supernova-Lichtkurven-Programm STELLA. Wir werden Einzel- und Doppelstern-Entwicklungswege von Sternen zu den verschiedenen Ic-Supernova-Typen behandeln, und werden in der Lage sein, diese mit der boomenden Zahl und Qualitaet von Supernova-Beobachtungen, sowie mit den kuerzlich gefundenen und in naher Zukunft erwarteten Gravitationawellen-Ereignissen in Verbindung zu bringen. Unsere Arbeit wird die ersten selbstkonsistenten Typ Ic-Supernovamodelle liefern und ueberpruefbare Vorhersagen ueber deren Erscheinungsbild und Ueberreste machen, sowie eine Bewertung ihrer Rolle fuer die Nukleosynthese und die chemische Entwicklung des Universums erlauben.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Russische Föderation
• Partnerorganisation: Russian Foundation for Basic Research, bis 3/2022
• Kooperationspartner: Professor Dr. Victor Utrobin, bis 3/2022