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CASSIOPEIA A
Neutronenstern mit Kohlenstoff-Atmosphäre?
von Rainer Kayser
11. November 2009

Seit seiner Entdeckung stellt der kompakte Überrest einer Supernova, die vor 330 Jahren im Sternbild Kassiopeia aufleuchtete, die Astronomen vor Rätsel. Die Strahlung des dort aufgespürten Neutronensterns passt nämlich nicht recht zu den Vorstellungen der Astronomen von diesen Objekten. Ein neues Modell könnte nun helfen, hinter das Geheimnis von Cassiopeia A zu kommen.

Cassiopeia A

Der Supernova-Überrest Cassiopeia A in einer Aufnahme der Weltraumteleskope Spitzer, Hubble und Chandra. Bild: NASA / CXC / SAO (Röntgen); NASA / STScI (Optisch);  NASA / JPL-Caltech / Steward / O.Krause et al. (Infrarot)

Vor 330 Jahren leuchtete im Sternbild Kassiopeia eine Supernova auf, 1999 fand der amerikanische Röntgensatellit Chandra am Ort der Sternexplosion eine kompakte Strahlungsquelle. Doch die Strahlung des Objekts entsprach nicht den Vorstellungen der Astronomen von dem dort vermuteten Neutronenstern. Zwei Forscher aus Großbritannien und Kanada präsentierten nun im Fachblatt Nature ein neues Modell, das eine Erklärung für das rätselhafte Objekt liefert. Danach ist der Neutronenstern in eine zehn Zentimeter dünne Atmosphäre aus Kohlenstoff eingehüllt, die für die ungewöhnliche Strahlung verantwortlich ist.

"Der kompakte Stern im Zentrum des berühmten Supernova-Überrests Cassiopeia A ist seit seiner Entdeckung ein Rätsel", erläutert Wynn Ho von der University of Southampton, einer der beiden Astrophysiker. Denn normalerweise zeigen Neutronensterne im Radio- und Röntgenbereich eine pulsierende Strahlung. Doch die kompakte Quelle in Cassiopeia A strahlt gleichmäßig. "Nun verstehen wir, dass diese Strahlung von einem heißen Neutronenstern mit einer Kohlenstoff-Atmosphäre produziert werden kann."

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Neutronensterne haben einen Durchmesser von nur 20 Kilometern, in ihnen ist die Materie so dicht gepackt wie in Atomkernen. Der Kohlenstoff stammt, so vermuten Ho und sein Kollege Craig Heinke von der University of Alberta, teilweise aus Materie, die nach der Sternexplosion auf die Oberfläche des Neutronensterns zurück gefallen ist. Außerdem kann es unter den extremen Bedingungen an der Oberfläche des Neutronensterns auch zu nuklearen Reaktionen kommen, bei denen Wasserstoff und Helium zu Kohlenstoff fusioniert.

Ho und Heinke gehen davon aus, dass die ungewöhnlichen Eigenschaften des Neutronensterns in Cassiopeia A ihre Ursache in dem - von der Erde aus gesehen - geringen Alter des Supernova-Überrests haben. Weitere Beobachtungen sollen nun die Vorhersagen des neuen Modells der Forscher überprüfen - und zugleich einen Einblick geben in das frühe Leben eines sich abkühlenden Neutronensterns.

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siehe auch
Chandra: Cassiopeia A zum Leben erweckt - 7. Januar 2009
Supernovae: Das Geheimnis von Cassiopeia A - 30. Mai 2008
Spitzer: Staubiger Supernova-Überrest - 22. Dezember 2007
Cassiopeia A: Ein recht lebendiger "toter" Stern - 10. Juni 2005
Chandra: Wiedersehen mit Cassiopeia A - 31. August 2004
Hubble Heritage: Farbenpracht in Cassiopeia A - 4. Juli 2002
XMM-Newton: Scharfer Blick auf Supernova-Überrest - 29. November 2001
Chandra: "Ein Traum wurde wahr" - 27. August 1999
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