Wissenschaft 2005 Neutronensterne spielen verrückt

Im vergangenen Jahr konnten Astronomen manches Geheimnis der rätselhaften Neutronensterne lüften. Grund genug für das "Science"-Magazin, die Studien über die extrem schweren Objekte zu den Durchbrüchen des Jahres zu zählen.


Neutronensterne sind faszinierende kosmische Objekte. Bei einem Durchmesser von nur wenigen Kilometern bringen die Sternenleichen mitunter ein Mehrfaches unserer Sonnenmasse auf die Waage. Die Dichte ist so hoch, dass man sie mit der von Atomkernen vergleichen kann.

Hubble-Bild vom Nachglühen des Gammablitzes am 9. Juli (heller Punkt links): Rätsel um kurze Ausbrüche gelöst
Derek Fox/Penn State University

Hubble-Bild vom Nachglühen des Gammablitzes am 9. Juli (heller Punkt links): Rätsel um kurze Ausbrüche gelöst

Zu welch gigantischen Energieausbrüchen Neutronensterne fähig sind, konnten Astrophysiker am 27. Dezember 2004 beobachten. Kurz vor Mitternacht wurde die Erde von einem gewaltigen Gamma- und Röntgenstrahlen-Ausbruch getroffen. Wie sich später herausstellte, hatte ein Neutronenstern in Sekundenbruchteilen mehr Energie freigesetzt als die Sonne in 100.000 Jahren.

Die Wellenfront des Sterns in etwa 50.000 Lichtjahren Entfernung war intensiver als der stärkste jemals gemessene Strahlungsausbruch unserer Sonne. Forscher in Australien berichteten, die Riesenexplosion des Neutronensterns SGR 1806-20 habe ihn für eine Zehntelsekunde heller als den Vollmond gemacht. Er sei damit das hellste Objekt außerhalb unseres Sonnensystems, das je ermittelt worden sei.

So ein Ereignis gebe es nur einmal in hundert oder tausend Jahren, erklärte Bryan Gaensler vom Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, der die Forschungen am australischen Radioteleskop CSIRO leitete. "Wäre das zehn Lichtjahre von uns entfernt passiert, dann hätte es die Atmosphäre schwer beschädigt und möglicherweise zu einem Massensterben geführt."

Beim Stern, der das kosmische Beben auslöste, handelt es sich um einen sogenannten Magnetar, einen instabilen jungen Neutronenstern, der von einem extrem starken Magnetfeld umgeben ist.

Kurzzeitig glaubten Astronomen sogar, dass gigantische Magnetare die Quelle jener besonders kurzen Gammablitze sein könnten, die ihnen schon seit längerem Rätsel aufgeben. Der Ausbruch am 27. September 2004 dauerte nur 0,2 Sekunden.

Rätsel um kurze Gammablitze gelöst

Doch die Magnetar-Theorie ist wahrscheinlich falsch, wie weitere Beobachtungen in diesem Jahr ergaben. Beginnend im Mai, konnten Nasa-Satelliten erstmals einige der Blitze erspähen, die wegen ihrer kurzen Dauer nur schwer zu beobachten sind.

So konnte die betagte Sonde HETE-2, die bereits seit fünf Jahren im All ist, am 9. Juli einen Gammablitz von nur 70 Millisekunden Dauer auffangen. In höchster Eile richteten Wissenschaftler die Weltraumteleskope "Hubble" und "Chandra" sowie das dänische 1,5-Meter-Teleskop im chilenischen La Silla auf die Explosion aus. Auf diese Weise entstanden die ersten Bilder vom Nachglühen eines kurzen Gammablitzes im Bereich des optischen Lichts.

Die Analysen bestätigten einen früheren Verdacht der Wissenschaftler: Kurze Gammablitze werden verursacht, wenn zwei enorm massereiche Neutronensterne oder aber ein Neutronenstern und ein Schwarzen Loch umeinander kreisen und schließlich kollidieren.

"Alle Teile des Puzzles haben nach diesem Ausbruch gepasst", sagte Derek Fox von der Pennsylvania State University, ein Mitglied des HETE-2-Teams. Das Rätsel sei nun weitgehend gelöst.

Gammastrahlen entstehen durch radioaktiven Zerfall, können aber auch aus der Wechselwirkung kosmischer Strahlung mit interstellarer Materie hervorgehen. Sie sind eine hochenergetische Form elektromagnetischer Strahlung, die kurzwelliger ist als Röntgenstrahlung.



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