Krebspulsar Kosmos-Leuchtturm schickt unerklärlich starke Strahlung ins All

Der Pulsar im Herzen des Krebsnebels dreht sich 30-mal pro Sekunde um die eigene Achse - und sendet extrem energiereiche Strahlung aus. Wie stark sie ist, haben Forscher nun voller Verblüffung nachgemessen. Jetzt haben sie Probleme, die Strahlenkanone zu erklären.

Krebsnebel mit gezeichnetem Pulsarstrahl: Rätselhafte hochenergetische Strahlung
dapd/ CfA/ NASA/ ESA

Krebsnebel mit gezeichnetem Pulsarstrahl: Rätselhafte hochenergetische Strahlung


Berlin - Es ist der kollabierte Kern eines schweren Sterns: Der Krebspulsar und der ihn umgebende Krebsnebel sind die Überreste einer spektakulären Supernova, die im Jahr 1054 auf der Erde zu sehen war. Chinesische Quellen und indianische Felszeichnungen berichten angeblich von dem Ereignis.

Krebspulsar und -nebel zählen heute zu den am meisten studierten Himmelsobjekten. Und doch bietet das Duo immer wieder Überraschungen. Ein internationales Forscherteam hat jetzt zeigen können, dass die von dem Pulsar ausgehenden Gammastrahlen zum Teil deutlich energiereicher sind als vermutet. Das ist wichtig, weil diese Erkenntnis gängige astrophysikalische Theorien auf den Kopf stellen könnte.

Der Pulsar dreht sich 30-mal pro Sekunde um die eigene Achse. "Mit ihm rotiert ein starkes magnetisches Feld, von dem hochenergetische Strahlung ausgeht", erklärt das Deutsche Elektronen-Synchrotron (Desy). Forscher der Desy-Abteilung im brandenburgischen Zeuthen gehören zu dem Team, das im Wissenschaftjournal "Science" über die Entdeckungen am Krebspulsar berichtet.

Das Magnetfeld des Pulsars erzeugt starke elektromagnetische Kräfte, in denen geladene Teilchen bis fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Dabei erzeugen sie Strahlung über ein breites Spektrum. Diese Strahlen drehen sich wie die Scheinwerfer eines Leuchtturms. Deswegen werden sie auf der Erde als schnell pulsierend wahrgenommen - obwohl der Pulsar sie eigentlich konstant abgibt.

Fast alle astrophysikalischen Theorien gehen davon aus, dass sogenannte Krümmungsstrahlung für die gepulste Strahlung vom Krebspulsar verantwortlich ist. Sie entsteht, wenn hochenergetische geladene Teilchen sich entlang gekrümmter Magnetfeldlinien bewegen. Die theoretischen Modelle sagen allerdings einen exponentiellen Abfall des Spektrums der Krümmungsstrahlung oberhalb etwa zehn Milliarden Elektronenvolt vorher. Die aktuellen Beobachtungen mit den Veritas-Teleskopen am Whipple Observatory bei Tucson (US-Bundesstaat Arizona) zeigen aber Strahlung mit mehr als zehnmal höherer Energie. Zum Vergleich: Sichtbares Licht hat die Energie von etwa einem Elektronenvolt.

Die 100 Milliarden Elektronenvolt starke Strahlung vom Krebspulsar lässt sich eigentlich nicht mit der Krümmungsstrahlung erklären. Die Forscher müssen nun also nach einer anderen Erklärung suchen. In diesem Zusammenhang interessieren sie sich unter anderem für den sogenannten Compton-Effekt. Er beschreibt einen Energietransfer von geladenen Teilchen an ein Photon. Ob der Effekt allein für die hochenergetische Strahlung am Pulsar oder für das gesamte Spektrum oder überhaupt nicht wichtig ist, müssen die Forscher nun untersuchen.

chs/dpa



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