Planetarische Nebel mit Wolf-Rayet-Zentralsternen - Röntgenemission und Entwicklung

• Antragsteller: Professor Dr. Detlef Schönberner
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 68769110

Es soll in einer konzertierten Aktion zweier Arbeitsgruppen ein bisher noch ungelöstes Kapitel der Spätphasen der Sternentwicklung bearbeitet werden: die Entstehung wasserstofffreier Zentralsterne Planetarischer Nebel. Neu ist unser Ansatz, dafür die diffuse Röntgenemission heranzuziehen, die erst seit kurzem mit der neuen Generation von Röntgenteleskopen zugänglich geworden ist. Ihre Beschreibung und Modellierung erfordert die Berücksichtigung eines bisher vernachlässigten Effekts, nämlich der Wärmeleitung. Die Röntgenemission stammt vom stoßgeheizten Windplasma des Zentralsterns, und durch Wärmeleitung vom heißen Windplasma (> 107 K) zum kühleren Nebelplasma (≈ 104 K) entsteht ein Temperaturbereich (≈ 106 K), in dem die Emission von weicher Röntgenstrahlung erfolgt. Intensität und spektrale Energie-Verteilung dieser Röntgenemission hängen außer von der chemischen Zusammensetzung des emittierenden Plasmas auch von dem Entwicklungszustand des Nebels und von der Stärke des Zentralsternwindes ab. Ausgehend von existierenden Analysen der relevanten Sternparameter und bekannten Daten der dazugehörigen Nebel sollen empirische Entwicklungsszenarien bestimmt und mittels hydrodynamischer Modellierungen auf ihre Tauglichkeit überprüft werden. Wesentlich ist dabei die erstmalige Anwendung von Wärmeleitung in wasserstofffreien Plasmen und die Berechnung der entsprechenden diffusen, weichen Röntgenemission. Die detaillierte Analyse der Röntgenspektren von existierenden bzw. zukünftigen Beobachtungen durch Röntgensatelliten wird entscheidende Kriterien zur Auswahl eines oder mehrerer möglicher Entwicklungsszenarien, die zur Zeit für die Bildung der wasserstofffreien Zentralsterne in der Diskussion sind, liefern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Professor Dr. Wolf-Rainer Hamann; Privatdozent Dr. Matthias Steffen