Rückschlüsse auf Supernova-Vorläufer unter Ausnutzung des starken Gravitationslinseneffekts in der Rubin-LSST Ära

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Sherry H. Suyu, Ph.D.; Dr. Stefan Taubenberger
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 569305999

Die Natur der Vorläufersterne von Supernovae (SNe) sowie die Mechanismen, durch welche die verschiedenen Typen von Sternen explodieren, sind bis zum heutigen Tag weitgehend umstritten. Eine große Hürde ist dabei der Mangel an geeigneten Beobachtungsdaten, sowohl zeitlich nah genug an der Explosion als auch bei ausreichend kurzen Wellenlängen (im UV im Ruhesystem der SN). Derartige Daten würden die eindeutigsten Hinweise auf den explodierenden Stern (seinen Radius, seine chemische Komposition an der Oberfläche und seinen Massenverlust vor der Explosion) sowie einen potenziellen Begleitstern liefern. Eine durch eine Gravitationslinse abgebildete SN bietet die einzigartige Gelegenheit, diesen "Sweetspot" tatsächlich zu beobachten, da die Gravitationslinse mehrere Abbilder der SN erzeugt, die zeitversetzt erscheinen. Wenn ein solches Objekt auf Basis des ersten Abbilds gefunden wird, kann man die vorhergesagten Verzögerungen zwischen den Abbildern nutzen, um das nächste Aufleuchten der SN unmittelbar zu beobachten und sich somit Zugang zu den ersten Stunden/Tagen ihrer Entwicklung zu verschaffen. Zudem verhilft die Lichtverstärkung der Gravitationslinse dazu, Objekte in großer Entfernung zu finden, deren UV Strahlung so weit rotverschoben ist, dass sie als sichtbares Licht mit erdgebundenen Teleskopen beobachtet werden kann. Das bald in Betrieb gehende Vera Rubin Observatorium wird während seines zehn Jahre laufenden Legacy Survey of Space and Time (LSST) etwa 100 solcher durch Gravitationslinsen abgebildeter SNe verschiedenen Typs mit hinreichend langen und gut bestimmten Zeitversätzen finden. Unser auf drei Jahre ausgelegtes Projekt wird es uns erlauben, die frühesten Beobachtungen von SNe bei UV Ruhewellenlängen durchzuführen, die jemals gemacht wurden. Unsere sich gegenseitig ergänzende Expertise auf den Gebieten der Klassifikationen mit Deep Learning, der Modellierung von Gravitationslinsen und der Modellierung von SNe, kombiniert mit unserem Zugang zu LSST-Daten und Teleskopen für weitergehende Beobachtungen, wird es uns erlauben, aus den Frühphasen unmittelbar nach der Explosion der SNe einzigartige Rückschlüsse auf die Vorläufersterne aller möglichen SN Typen zu ziehen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Frankreich
• Kooperationspartner: Dr. Jean-Claude Bouret; Dr. Raoul Canameras; Dr. Luc Dessart