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XMM-NEWTON
Pulsare im Doppelpack
von Stefan Deiters
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24. Juni 2008

Dem europäischen Röntgenteleskop XMM-Newton ist es erstmals gelungen, Signale von beiden Partnern eines Doppelpulsars aufzufangen. Das System besteht aus zwei dichten Neutronensternen, die sich mit hoher Geschwindigkeit um die eigene Achse drehen und Röntgenpulse aussenden. Es könnte sich als wahre Goldgrube für die Forscher erweisen.

PSR J0737-3039

So könnte das entfernte Doppelpulsarsystem aussehen. Bild: ESA / John Rowe Animations

Der Doppelpulsar mit der Bezeichnung PSR J0737-3039 fiel den Astronomen erstmals im Jahr 2003 im Radiobereich auf. Mit Röntgenteleskopen ist allerdings ein deutlich detaillierterer Blick in das System möglich, das im All eine Seltenheit ist: Doppelsternsysteme, in denen beide Partner Pulsare sind, finden sich nicht häufig. PSR J0737-3039 besteht aus einem sich relativ langsam um die eigenen Achse drehenden Neutronenstar, von den Astronomen als Pulsar B bezeichnet, und einem deutlich schneller rotierenden Begleiter, dem Pulsar A.

Bei Pulsaren handelt es sich im Neutronensterne und damit um die unvorstellbar dichten Überreste eines massereichen Sterns. "Diese Objekte sind so dicht, dass eine Tasse voll Neutronensternmaterial mehr wiegen würde als der Mt. Everest", erläutert Alberto Pellizzoni, der Hauptautor eines Artikels in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal, in dem über die Beobachtungen berichtet wird. "Hinzu kommt, dass diese Sterne einander sehr eng umrunden, in einem Abstand von etwa drei Lichtsekunden, das ist nur etwa die dreifache Entfernung der Erde vom Mond."

Das europäische Röntgenteleskop XMM-Newton hatte die Röntgensignale des Systems im Oktober 2006 beobachtet. Doch was Pellizzoni und seine Kollegen in dem Datenmaterial sahen, konnte nicht allein durch den Pulsar A erklärt werden, den einzigen wirklichen "Leistungsträger" des Systems. Pulsar B sendete offenbar deutlich stärkere Röntgenpulse aus als erwartet: Die Energiebilanz stimmte hinten und vorne nicht. "Eine Möglichkeit das Rätsel zu erklären wäre, dass es zu Wechselwirkungen zwischen den beiden Sternen kommt", so Pellizzoni. "Der langsamere Stern zapft von dem schnelleren Energie ab."

Danach könnte die Röntgenstrahlung des langsameren Pulsars nur deswegen sichtbar sein, weil Pulsarwinde des Pulsars A mit der Magnetosphäre von Pulsar B wechselwirken, die Winde von Pulsar B verstärken und seine Oberfläche aufheizen. Welche physikalischen Prozesse hierbei genau eine Rolle spielen, ist Gegenstand der aktuellen Diskussion von theoretischen Physikern, die versuchen müssen, sich ein Bild des Systems auf Grundlage der Beobachtungsdaten zu machen.

Für Physiker könnte sich PSR J0737-3039 als wahre Goldgrube erweisen: Wegen der extremen Nähe der beiden Sterne, ist das System ideal geeignet, um mit weiteren Beobachtungen im Radiobereich die allgemeine Relativitätstheorie zu testen - und dies mit größerer Genauigkeit als dies im Sonnensystem möglich ist. Das System bietet sich zudem als natürliches Laboratorium für die Erforschung von Zustandsgleichungen extrem dichter Materie sowie für magnetohydrodynamische Untersuchungen an.  

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