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NEUTRONENSTERNE
Gravitationswellen als Bremse?
von Stefan Deiters
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7. September 1999

Astrophysiker des Albert-Einstein-Institutes könnten eine Erklärung für ein ungewöhnliches Phänomen gefunden haben: Für junge Neutronensterne scheint es nämlich eine Art Geschwindigkeitsbeschränkung für ihr Umdrehungszeit zu geben. Ursache hierfür sind möglicherweise Gravitationswellen.

Neutronensterne entstehen, wenn sehr massereiche Sterne am Ende ihrer Entwicklung als Supernova explodieren. Dabei wird das Zentrum des Sterns so stark komprimiert, dass es im wesentlichen nur noch aus Neutronen - neben Protonen und Elektronen der dritte Atombestandteil - besteht. Wenn ein Stern, der größer ist als unsere Sonne, auf die Neutronensterngröße von etwa 20 Kilometern Durchmesser zusammenfällt, erhöht sich seine Umdrehungszahl: Nach den Gesetzen der Physik muss nämlich der Drehimpuls erhalten bleiben und daher beschleunigt sich - wie bei einer Eiskunstläuferin, die bei einer Drehung die Arme anzieht - die Drehgeschwindigkeit des Sterns.

Nur eines hat die Wissenschaftler überrascht: Bisher wurde kein Neutronenstern entdeckt, der weniger als 15 Tausendstel einer Sekunde für eine Umdrehung um die eigene Achse benötigt. "Theoretisch sind Rotationszeiten von weniger als einer Tausendstel Sekunde möglich, ohne dass die Fliehkraft die superdichte Neutronenkugel auseinanderreißt.", erläutert Dr. Kostas Kokkotas von der Aristoteles Universität in Thessaloniki.

Zusammen mit Kollegen aus den USA und vom Albert-Einstein-Institut hat Kokkotas dafür nun eine Erklärung gefunden: Gravitationswellen könnten hierfür verantwortlich sein. Nach Berechnungen der Astrophysiker strahlt der Stern im ersten Jahr seiner Entstehung eine ungeheure Menge von Gravitationswellen ab. Die Effekte die hierbei auftreten, können die Umdrehungszeit des Sterns schon innerhalb des ersten Jahres dramatisch absinken lassen. Andere Wissenschaftler hatten dieses Phänomen bisher durch eine magnetische Kopplung zwischen dem Kerngebiet und der Gashülle des explodierten Vorläufersterns zu erklären versucht. 

Außerdem fanden die Wissenschaftler mit Hilfe ihrer Rechnungen heraus, dass auch ältere Neutronensterne durch "Anzapfen" eines nahen Begleitsterns ihre Rotation wieder beschleunigen können. Das Gas des Begleiters sorgt hier für einen zusätzlichen Kick. Das würde auch alte Neutronensterne zu interessanten Quellen von Gravitationswellen machen. Der besonderer Vorteil dieser Sterne wäre aber, dass man hier Gravitationswellen über mehrer Jahre hinweg erwarten kann und nicht nur über kurze Zeit.

Links im WWW
Albert-Einstein-Institut, Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik
 
siehe auch
Computersimulationen: Wenn Schwarze Löcher kollidieren - 3. September 1999
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