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Projekt
Kohlenstoff-Neutronensternatmosphären
Antragsteller
Professor Dr. Klaus Werner
Fachliche Zuordnung
Astrophysik und Astronomie
Förderung
Förderung von 2014 bis 2018
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 258855794
Die physikalischen Eigenschaften überdichter Materie in den Kernbereichen von Neutronensternen (NS) ist eines der faszinierendsten Probleme der modernen Physik. Auch als das Problem der Zustandsgleichung in NS bekannt, kann es nicht allein durch theoretische Betrachtungen oder Laborexperimente mit Schwerionenkollisionen gelöst werden. Ein direkter Weg zur Lösung dieses Problems ist die gleichzeitige Bestimmung von Neutronensternmasse und -radius aus Röntgenspektren. Trotz großer Fortschritte ist diese Art von Messungen noch nicht ausreichend präzise, um aussagekräftige Schlussfolgerungen ziehen zu können. Zwei der höchsten Hürden auf diesem Wege sind die meist unbekannten Entfernungen zu den NS und die unbekannten chemischen Zusammensetzungen der NS-Atmosphären. Genaue Spektren von NS Modellatmosphären (mit geeigneter chemischer Zusammensetzung) sind jedoch zwingend notwendig zur Bestimmung von Neutronensternparametern. Wir schlagen vor, eine bestimmte Gruppe von NS zu untersuchen, um diese Hürden überwinden zu können. NS in Supernovaüberresten (sogenannte Central Compact Objects, CCOs) sind besonders interessant, weil für einige von ihnen Entfernung (und Alter) hinreichend gut bekannt sind. Darüberhinaus gibt es keine Anhaltspunkte für andauernde Massenakkretion, sodass ihre Gashüllen ungestört sind und durch Sternmodellatmosphärenmethoden beschrieben werden können. Aus Röntgenspektren konnten neulich Hinweise darauf gewonnen werden, dass einige der CCOs Kohlenstoffatmosphären besitzen. Mit bekannter Entfernung und chemischer Zusammensetzung der Atmosphäre können nun weitaus präzisere Bestimmungen von NS-Parametern erfolgen. Das direkte Ziel dieses Antrags ist die Untersuchung der wichtigsten physikalischen Prozesse, die bisherige Kohlenstoffmodellatmosphären beeinflussen könnten. Endergebnis soll ein Gitter von präzisen Modellspektren sein, mit dem existierende Röntgenbeobachtungen von NS mit möglichen Kohlenstoffatmosphären analysiert werden. Es soll der Allgemeinheit zugänglich gemacht werden, um zukünftige Beobachtungen damit analysieren zu können. Wir werden neue, präzisere Einschränkungen der Zustandsgleichung in NS-Kernen und für die Physik der Neutrinokühlung erhalten.
DFG-Verfahren
Sachbeihilfen
Internationaler Bezug
Finnland, Russische Föderation, USA
