Die spektrale Entwicklung von Hybrid-Weissen-Zwergen

• Antragsteller: Professor Dr. Klaus Werner
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 461108260

Die große Mehrheit aller Sterne beendet ihr Leben als weißer Zwerg. Abhängig von der Vorgeschichte findet man zwei unterschiedliche Klassen, eine mit wasserstoffreichen und eine mit heliumreichen Atmosphären. Sie werden als sehr heiße Objekte geboren (Effektivtemperatur etwa 200.000 K) und kühlen über Jahrmilliarden hinweg auf einige 1000 K ab. Entlang dieser Abkühlsequenz ändern die weißen Zwerge das Aussehen ihrer Spektren, was auf die Änderung der chemischen Zusammensetzung ihrer Atmosphären zurückzuführen ist. Diese spektrale Entwicklung wird durch das Wechselspiel verschiedener Prozesse, wie zum Beispiel Strahlungsauftrieb und Gravitationstrennung der Elemente, sowie Massenverlust und Akkretion von Material von externen Quellen, bestimmt. Das vorgeschlagene Projekt zielt darauf ab, die spektrale Entwicklung einer kleinen Untergruppe wasserstoffreicher weißer Zwerge zu verstehen, den sogenannten Hybrid-Weißen-Zwergen, die sowohl Wasserstoff als auch Helium in ihren Spektren zeigen. Obwohl zahlenmäßig klein, repräsentieren sie eine Entwicklungsphase, die von der Mehrheit aller weißen Zwerge (etwa 75%) durchlaufen wird. Wir werden eine quantitative Analyse von optischen und Ultraviolettspektren einer sorgfältig ausgesuchten Stichprobe von 36 heißen weißen Zwergen (Teff>60.000 K) durchführen, die es erlaubt, zusammen mit von Gaia präzise gemessenen Entfernungen, sie im Hertzsprung-Russell-Diagramm zu lokalisieren und ihre Sternparameter (Masse, Radius, Leuchtkraft) abzuleiten. Wir wollen die Häufigkeiten von leichten und schweren Metallen messen, um die Umstände aufzuklären, wann und wie die Hybrid-Weißen-Zwerge sich durch Gravitationsabsinken der Elemente in helium-freie Objekte umwandeln. Die Ergebnisse werden die relative Bedeutung der verschiedenen physikalischen Prozesse aufzeigen, die die Häufigkeiten von Helium und Metallen bestimmen. Zusammen mit zukünftigen Elementdiffusionsrechnungen wird es auch möglich sein, heiße weiße Zwerge als "Detektoren" zu benutzen, die chemische Komposition extrasolaren Planetenmaterials zu bestimmen, das von den jungen weißen Zwergen akkretiert werden kann.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen