Wasserstoffreiche Zentralsterne Planetarischer Nebel als Vorläufer von Weißen Zwergen und Typ la Supernovae - UV-Analysen zur Bestimmung der grundlegenden Sternparameter

• Antragsteller: Professor Dr. Adalbert Wilhelm Alois Pauldrach (†); Professor Dr. Klaus Werner
• Fachliche Zuordnung: Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung von 2006 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 27459586

• Erstellungsjahr: 2013

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Mit Hilfe von non-LTE-Modellatmosphären wurden quantitative Spektralanalysen von UV-Spektren von 15 Zentralsternen planetarischer Nebel durchgeführt. Dies ist das bisher grösste Sample solcher Sterne, das mit einheitlichen Analysemethoden untersucht worden ist. Es wurden zunächst Effektivtemperatur und Oberflächenschwerebeschleunigung bestimmt. Danach wurden die Häufigkeiten zahlreicher leichter Metalle und Eisengruppenelemente analysiert. Die Häufigkeitsmuster der Mehrheit der Objekte ist noch nicht durch Effekte der Gravitationsdiffusion beeinflusst und können deshalb mit Vorhersagen aus AGB-Sternmodellechnungen verglichen werden. Im Ergebnis ist dieser Vergleich nicht zufriedenstellend. Je nach Objekt gibt es einige Elemente, deren Häufigkeiten deutlich von der Vorhersage abweichen. Es kann aber keine Systematik in diesen Abweichungen gefunden werden. Mögliche Ursachen dafür sind zusätzliche Mischprozesse in den Vorläufer AGB-Sternen, für die es auch Hinweise in AGB-Sternanalysen gibt, deren physikalische Ursache aber völlig unklar ist. In einigen Objekten operieren offenbar Gravitationsdiffusion und radiativer Auftrieb und ändern somit die ursprünglichen Häufigkeitsmuster ab. Ein detaillierter Vergleich der beobachteten Elementhäufigkeiten mit theoretischen Vorhersagen aus Diffusionsmodellen liefert auch hier ein uneinheitliches Bild. Offenbar ist die Theorie nicht in der Lage, die Häufigkeiten aller Elemente korrekt vorherzusagen. Es bleibt abschliessend festzustellen, dass die Sternaufbau- und -entwicklungstheorie noch weit davon entfernt ist, die beobachtete chemische Zusammensetzung der Sternhüllen von Zentralsternen planetarischer Nebel befriedigend zu beschreiben. Offensichtlich sind einige Details im Rahmen der s-Prozess-Nukleosynthese und die Kenntnis von Mischprozessen in AGB-Sternen und Diffusionsprozessen in heissen weissen Zwergen noch unvollständig.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• 2009, (F)UV spectroscopy of the hybrid PG1159-type central stars of the planetary nebulae NGC 7094 and Abell43, JPhCS, 172, 012032
  Ziegler, M., Rauch, T., Werner, K., Koesterke, L., Kruk, J. W.
  
• 2009, FUV spectroscopy of the central star of the planetary nebula Sh 2−216, Ap&SS, 320, 257
  Ziegler, M., Rauch, T., Werner, K., Kruk, J. W., Oliveira, C. M.
  
• 2010, (F)UV Spectral Analysis of Hot, Hydrogen-Rich Central Stars of Planetary Nebulae, in 17th European white dwarf workshop, eds. K. Werner, T. Rauch, AIPC, 1273, 239
  Ziegler, M., Rauch, T., Werner, K., Kruk, J. W.
  
• 2012, (F)UV spectral analysis of 15 extremely hot, hydrogen-rich central stars of planetary nebulae, in Planetary Nebulae, eds, A. Manchado et al., Cambridge University Press, Proc. IAU Symp. 283, 211
  Ziegler, M., Rauch, T., Werner, K., Köppen, J., Kruk, J. W.
  
• 2012, BD−22 ◦ 3467, a DAO-type star exciting the nebula Abell 35, A&A, 548, A109
  Ziegler, M., Rauch, T., Werner, K., Köppen, J., Kruk, J. W.