Neues UWL Video - Supernova-Ia Standardkerzen nicht so genau wie gedacht!

Hallo!



Sommergrüße von Mondlicht

Ich habe das Thema umbenannt, damit es nicht untergeht.

Bin jetzt dazu gekommen, mir Josefs Video ganz anzusehen.

Für mich erscheint es plausibel, die Supernova 1A als supergenaue Standardkerzen in Frage zu stellen. Zum einen gibt es verschiedene Subtypen und zum anderen könnte die unterschiedliche Metallizität zwischen Frühphase und jetzt Effekte haben.

Das könnte drastische Auswirkungen haben:
- Die Interpretation des beschleunigten Universums könnte falsch sein. Es könnten lediglich die frühen Supernovae 1A eine leicht unterschiedliche Helligkeit haben als die jetzigen. Und schon gäbe es keine Dunkle Energie mehr.
- Die unterschiedlichen Messungen des Hubble Parameters mit den nicht mehr überlappenden Fehlerbalken könnten auf diesen Effekt zurückzuführen sein.
- Das Alter des Universums könnte außerhalb der derzeit angenommenen Fehlerbalken liegen.

Das Verhalten früher Supernovae 1A scheint auch Gegenstand aktueller Forschung zu sein. Es könnte sich lohnen. Wenn die herausfinden, dass die Dunkle Energie nicht existiert, sondern nur aus einer Fehlannahme einer Standardkerze resultiert, hätten sie den nächsten Nobelpreis. Ob es dazu kommt, keine Ahnung, aber spannend ist das allemal.
 

Was ich bei Supernovae 1A nicht verstehe warum da keine Wasserstoff- und Helium-Linien sind.

Was passiert denn da? Nach meinem Verständnis zieht ein Weißer Zwerg, der aus Kohlenstoff und Sauerstoff besteht, Material von seinem Begleiter zu sich. Dieses Material müsste doch hauptsächlich Wasserstoff und Helium sein.

Also müsste der Weiße Zwerg beim Erreichen der Chandrasekhar Grenze einen Kohlenstoff-Sauerstoff Kern und darum herum Wasserstoff und Helium haben. Und je geringer die ursprüngliche Masse des Weißen Zwergs, desto höher müsste der Wasserstoff-Helium Anteil sein.

Hat jemand hierfür eine Erklärung? Mache ich einen Denkfehler?

Clauss schrieb:

Was ich bei Supernovae 1A nicht verstehe warum da keine Wasserstoff- und Helium-Linien sind.

Was passiert denn da? Nach meinem Verständnis zieht ein Weißer Zwerg, der aus Kohlenstoff und Sauerstoff besteht, Material von seinem Begleiter zu sich. Dieses Material müsste doch hauptsächlich Wasserstoff und Helium sein.

Also müsste der Weiße Zwerg beim Erreichen der Chandrasekhar Grenze einen Kohlenstoff-Sauerstoff Kern und darum herum Wasserstoff und Helium haben. Und je geringer die ursprüngliche Masse des Weißen Zwergs, desto höher müsste der Wasserstoff-Helium Anteil sein.

Hat jemand hierfür eine Erklärung? Mache ich einen Denkfehler?


 

Stimmt doch, alles logisch -  aber die beschriebenen Beobachtungen passen eher zu einem Szenario, in dem:

- entweder kaum Wasserstoff/Helium vorhanden ist
- oder diese leichten Elemente werden in der Explosion nicht sichtbar, weil sie verdampfen, verbrennen oder verdrängt werden…

[In den SN Ia Modellen - Single-Degenerate-Modell (oder Double-Degenerate-Modell – zwei WZ – kein H2 - zu den spektralen Beobachtungen ), wenn der Begleiter kein Wasserstoff abgibt oder dieser nicht überlebt, wird er in der Spektralanalyse nicht sichtbar.

Die SN wandelt H2 und He in schwerere Elemente um, Fe Si Ni oder Co d.h. das Material ist so dünn verteilt, dass es im hellen Spektrum der Explosion nicht durchkommt, die Nova ist ZU energetisch, dass diese leichten Elemente verblasen oder ionisiert werden.]

wwwmpa.mpa-garching.mpg.de/HIGHLIGHT/2002/highlight0212_d.html

Kannst du damit was anfangen, lieber Claus?

Clauss schrieb:

Die Interpretation des beschleunigten Universums könnte falsch sein

Das wohl nicht, weil ja nahezu kontinuierliche Relativgeschwindigkeiten verglichen werden.
Bei der Berechnung der Hubble Konstante geht es hingegen um den absoluten Wert, das ist viel anfälliger.

Rainer Raisch schrieb:

Clauss post=10537 userid=21021Die Interpretation des beschleunigten Universums könnte falsch sein

Das wohl nicht, weil ja nahezu kontinuierliche Relativgeschwindigkeiten verglichen werden.
Bei der Berechnung der Hubble Konstante geht es hingegen um den absoluten Wert, das ist viel anfälliger.








 

Das ist sehr unwahrscheinlich, scheint mir, auch wenn die SN1a nicht annähernd so genau sind wie wir es gerne hätten, okay, und, stimmt, selbst wenn H₀ (heute) konstant zwischen 67–69 km/s/Mpc wäre, wäre das kein Beweis für Beschleunigung – entscheidend ist die historische Entwicklung, also wie H(z) sich über Zeit verändert hat - direkte Messungen mit "Cosmic Chronometers" - und die zeigt klar, dass das Universum seit etwa 5 Milliarden Jahren beschleunigt expandiert. Siehe auch Grafiken.
Die Tatsache, dass H(z) langsamer abnimmt als es bei Materie allein der Fall wäre (und näher an einem Plateau), ist ein Zeichen für beschleunigte Expansion.
In ferner Zukunft – hypothetisch in hundert Mrd. Jahren – könnte H(z) sich sehr nahe einem kleinen, asymptotischen Wert stabilisieren (z. B. ~55 km/s/Mpc oder weniger, je nach Modell) - hat Rainer auch mal ausgerechnet - was dann rekurrente Debatten über die Rolle von SN Ia oder lokale Messungen nach sich ziehen könnte. 
Gegenwärtig steht die beschleunigte Expansion auf festem, wenn auch nicht perfekt präzisem Boden...

www.researchgate.net/publication/3742696...bble-dataset-red.tif
www.researchgate.net/publication/3230038...r-bars-2-6-20-23.png
www.researchgate.net/publication/2678698...of-redshift-with.png
aasnova.org/wp-content/uploads/2020/12/Slide2-1024x576-1.jpg

 

Clauss schrieb:

- Die Interpretation des beschleunigten Universums könnte falsch sein.

Da bin ich bei dir. Genau so wie die Aussage das dieses Universum "Durchsichtig" sei falsch ist.

Im CSS (Cascading Style Sheets)(Web Design) gibt es den opacity Parameter der für die Transparenz steht.

Für das Universum können wird diesen opacity Parameter direkt mit der Temperatur koppeln.

opacity = 1 <=> max. Temp. Am Anfang / absolut Undurchsichtig

opacity = 0 <=> min. Temp. Am Ende / absolut Durchsichtig

da wir eine Temp. von 2,7 K messen ist der opacity Parameter nicht 0.

Das was von euch als "Ausdehnung" des Universums Bezeichnet wird, ist wohl eher die anhaltende Verdünnung, Transparenter werden oder Abkühlung des Universums.
(Back to Äther)

EDIT:

Ach Ja! ich habe es ja noch nicht oft genug gesagt, aber ich bin gerne bereit über das Passende Model zu Diskutieren.

(Back to Äther)
Du meinst aber nicht den Ether, neue Schreibweise, den ich in der Apo verkaufe? Manche Leute schnüffeln damit.
Vor 50 oder 100 Jahren, lange bevor Leila (Hündin) oder dings, Gargarin, in der Umlaufbahn waren, war "Äther" mal "Thema", als Medium im Universum, aber inzwischen gab es erstaunliche Entwicklungen...
 

Mondlicht2 schrieb:

(Back to Äther)
Du meinst aber nicht den Ether, neue Schreibweise, den ich in der Apo verkaufe? Manche Leute schnüffeln damit.
Vor 50 oder 100 Jahren, lange bevor Leila (Hündin) oder dings, Gargarin, in der Umlaufbahn waren, war "Äther" mal "Thema", als Medium im Universum, aber inzwischen gab es erstaunliche Entwicklungen...

Es wurde mal ein Experiment geplant, dann aber nicht durchgeführt, bei dem die schlausten Köpfe der Zeit zusammen einen LSD Trip erfahren sollten.  Da wäre ich gerne als Trippbegleitung dabei.

Naja du scheinst die griechischen Antike zu vergessen und die Pysik ab dem 17 Jahrhundert. Äther ist schon etwas länger ein Begriff für ein Medium das unser Universum ausfüllt.

Ich bevorzuge:  René Descartes, 1644 , "Principia Philosophiae" (Prinzipien der Philosophie)

KI schrieb: Die Äthertheorie von Descartes Descartes' Äthertheorie war ein grundlegendes Konzept in seiner mechanistischen Naturphilosophie. Er stellte sich vor, dass der gesamte Raum mit einem subtilen, unsichtbaren Medium, dem Äther, gefüllt sei. Dieser Äther war für ihn nicht einfach nur leerer Raum, sondern ein Wirbelstrom, der alle Himmelskörper in Bewegung hielt.Er argumentierte, dass die Planeten durch diese Wirbel im Äther um die Sonne getrieben würden, ähnlich wie Blätter in einem Bach mitgerissen werden. Descartes' Äthermodell bot eine rein mechanische Erklärung für die Bewegung der Himmelskörper, ohne auf metaphysische oder übernatürliche Kräfte zurückgreifen zu müssen.

FabsOtX schrieb:

Mondlicht2 schrieb:

(Back to Äther)
Du meinst aber nicht den Ether, neue Schreibweise, den ich in der Apo verkaufe? Manche Leute schnüffeln damit.
Vor 50 oder 100 Jahren, lange bevor Leila (Hündin) oder dings, Gargarin, in der Umlaufbahn waren, war "Äther" mal "Thema", als Medium im Universum, aber inzwischen gab es erstaunliche Entwicklungen...

Es wurde mal ein Experiment geplant, dann aber nicht durchgeführt, bei dem die schlausten Köpfe der Zeit zusammen einen LSD Trip erfahren sollten.

 Da wäre ich gerne als Trippbegleitung dabei.

Naja du scheinst die griechischen Antike zu vergessen und die Pysik ab dem 17 Jahrhundert. Äther ist schon etwas länger ein Begriff für ein Medium das unser Universum ausfüllt.
 

Naja, ich habe auch nicht Philosophie oder Physik studiert sondern Pharmazie, und, seit 100 Jahren ist die Ethertheorie nicht mehr "Thema", also bei allen, denke ich weltweit, die später Physik studiert haben. Es heißt heute nicht mehr so, sondern: (und ich kenne es gar nicht anders)
Das Medium im Weltraum wird je nach Kontext unterschiedlich bezeichnet. Man spricht vom interstellaren Medium (ISM), wenn es sich um den Raum zwischen den Sternen innerhalb einer Galaxie handelt. Der Raum zwischen Galaxien wird als intergalaktisches Medium (IGM) bezeichnet. Innerhalb unseres Sonnensystems spricht man vom interplanetaren Medium (IPM ).

Ja, das waren Zeiten - auch wenn ich sie nicht erlebt habe - aber vereinzelt wird LSD wieder als Therapie angeboten. Nicht ganz ungefährlich.

Mondlicht, für mich ist es auch einleuchtend, dass Wasserstoff und Helium bei der ausbrechenden Supernova fusionieren. Aber warum das schneller geht als bei einer herkömmlichen Supernova, erschließt sich mir nicht. Insbesondere Helium hat einen eher niedrigen Wirkungsquerschnitt zu fusionieren.


Zudem käme da ein weiterer Effekt ins Spiel: Laut Josefs Formel hängt die Chandrasekhar Grenze stark von dem Verhältnis Protonen zu Neutronen ab.

Das würde bedeuten:
Ist die Masse des ursprünglichen Weißen Zwerges schon nahe der Chandrasekhar Grenze, dann ist der Wasserstoff Anteil zu vernachlässigen und das Verhältnis Protonen zu Neutronen ist 1:1.
Ist die Masse des ursprünglichen Weißen Zwerges deutlich niedriger als die Chandrasekhar Grenze und ist dann etwa 1/3 Masseprozent Wasserstoff, ergibt das ein Verhältnis Protonen zu Neutronen von 2:1.
Somit würden sich die beiden Supernovae 1A im Verhalten unterscheiden und würden keine genaue Standardkerze darstellen.

Rainer Raisch schrieb:

Clauss schrieb:

Die Interpretation des beschleunigten Universums könnte falsch sein

Das wohl nicht, weil ja nahezu kontinuierliche Relativgeschwindigkeiten verglichen werden.
Bei der Berechnung der Hubble Konstante geht es hingegen um den absoluten Wert, das ist viel anfälliger.

Die Begründung der Dunklen Energie ergibt sich doch aus dem Verhältnis von Helligkeit und Entfernung. Gäbe es eine systematische Abweichung bei der Helligkeit früherer Supernovae 1A, dann könnte es doch sein, dass man einfach diesen Effekt gemessen und fehlinterpretiert hat.

Clauss schrieb:

Mondlicht, für mich ist es auch einleuchtend, dass Wasserstoff und Helium bei der ausbrechenden Supernova fusionieren. Aber warum das schneller geht als bei einer herkömmlichen Supernova, erschließt sich mir nicht. Insbesondere Helium hat einen eher niedrigen Wirkungsquerschnitt zu fusionieren.


Zudem käme da ein weiterer Effekt ins Spiel: Laut Josefs Formel hängt die Chandrasekhar Grenze stark von dem Verhältnis Protonen zu Neutronen ab.

Das würde bedeuten:
Ist die Masse des ursprünglichen Weißen Zwerges schon nahe der Chandrasekhar Grenze, dann ist der Wasserstoff Anteil zu vernachlässigen und das Verhältnis Protonen zu Neutronen ist 1:1.
Ist die Masse des ursprünglichen Weißen Zwerges deutlich niedriger als die Chandrasekhar Grenze und ist dann etwa 1/3 Masseprozent Wasserstoff, ergibt das ein Verhältnis Protonen zu Neutronen von 2:1.
Somit würden sich die beiden Supernovae 1A im Verhalten unterscheiden und würden keine genaue Standardkerze darstellen.






 

Entschuldige, Claus, wenn ich eine überflüssige Binsenwahrheit niederschrieb.
(Ich schrieb/schreibe wie ich es gelernt habe; lass bitte für dich zu simple Phrasen/Formulierungen einfach an dir abprallen, ich will dir durch sie, doch nicht zu nah treten, okay?)
-
Genau darum geht es im Video von J. G., 1aSN sind unterschiedlich und keine genauen Standardkerzen.

Kurz

- Die Explosion bei SN Ia läuft schneller als bei Kernkollaps, weil entartete Materie keine Expansion zulässt – nicht wegen höherer Wirkungsquerschnitte.
- Wasserstoff und Helium spielen in klassischen SN Ia kaum eine Rolle, können aber in Sonderfällen die Chandrasekhar-Masse und den Ablauf beeinflussen.
- Unterschiedliches p:n-Verhältnis → unterschiedliches μₑ → veränderte Mch (kritische Masse für einen WZ) → potentielle Systematikfehler als Standardkerze.



Langfassung für vielleicht Mitlesende, und selbst für die Katz' auch okay, ich lerne durch die Wiederholung.
WZ Weißer Zwerg
Mch Chandrasekan Masse

Warum Fusionsprozesse bei SN Ia „schneller“ ablaufen als bei einer Kernkollaps-Supernova

Kernkollaps-Supernova (Typ II, Ib, Ic)
- Entsteht aus massereichen Sternen (> 8 M☉), bei denen das Eisen-Kernbrennen zum Kollaps führt.
- Die Explosion wird über eine komplexe Stoßwellen- und Neutrinophysik vermittelt.
- Der Ablauf der Explosion hängt stark von der Hydrodynamik und den Zuständen in verschiedenen Schalen ab; Fusionsprozesse sind nicht der einzige Taktgeber.

Typ Ia (Weißer Zwerg, meist CO-Zusammensetzung)
- Ein Weißer Zwerg – WZ -  (oft als Doppelsternsystem) akkumuliert Masse, nähert sich der Chandrasekhar-Grenze – Mch - (~ 1,44 M☉ für reines C/O bei μₑ=2) und erreicht dabei extrem hohe Dichten (ρ ~ 2–3 × 10⁹g/cm³).
- Unter diesen Bedingungen ist das entartete Elektronengas der entscheidende Faktor: Die Temperatur steigt bei Fusion nicht durch Expansion ab (kein wirksamer thermischer Druck), deshalb läuft die Fusionslawine extrem rasch ab, weil der WD nicht „ausdehnen und abkühlen“ kann wie ein normaler Sternenkern.
- Bei so hohen Dichten können auch Reaktionen mit niedrigerem Wirkungsquerschnitt (z. B. He-Fusion über den Dreifach-Alpha-Prozess) im „Hot Spot“ explosiv ablaufen – allerdings ist das Hauptmenü C + C → Ne, Mg, Si … bis hin zu Ni-56.

In der Standardtheorie einer klassischen SN Ia ist kaum Wasserstoff vorhanden – der WD besteht fast vollständig aus Kohlenstoff und Sauerstoff.
- Wasserstoff taucht nur in bestimmten Modellen auf: z. B. beim Single-Degenerate-Szenario, wenn der WD von einem Begleitstern H-reiche Materie akkretieren muss, oder bei sub-Chandrasekhar-Modellen mit einer He-Hülle.
Falls signifikante Mengen H oder He eingebaut sind, beeinflusst das den Zündmechanismus:
- H kann schon bei ~10⁷ K brennen (pp-Kette / CNO-Zyklus),
- He über Dreifach-Alpha ab ~10⁸ K.
- Aber der Hauptenergie-Release in SN Ia stammt aus C- und O-Fusion; H/He sind energetisch Nebendarsteller, können aber die Zündung beeinflussen.

Chandrasekhar-Grenze und Protonen/Neutronen-Verhältnis
- Die Chandrasekhar-Grenze hängt ab von der mittleren Molekülmasse pro Elektron μₑ

>>>

- Ein WD nahe der klassischen Chandrasekhar-Grenze hat typischerweise p:n ≈ 1:1 → „klassische“ SN Ia.
- Ein WD mit signifikantem H-Anteil hat andere Stabilitätsgrenzen und kann bei anderer Masse explodieren → nicht dieselbe energetische Lichtkurve → schlechtere Standardkerze.

Konsequenzen für die Standardkerzenannahme

Genau darauf zielt Josef Gaßners Argument: also, meiner Meinung nach:
Wenn die Vorgeschichte des WD (Akkretionsgeschichte, Zusammensetzung, μₑ) variiert, sind die Zündbedingungen, die freigesetzte Nickelmasse und damit die Lichtkurve unterschiedlich.
Die empirische „Standardisierung“ (Phillips-Relation) fängt vieles auf, aber nicht zwingend alle systematischen Unterschiede, besonders nicht über kosmologische Zeiträume mit anderer Sternpopulation.

en.wikipedia.org/wiki/Type_Ia_supernova