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CHANDRA
Pulsar mit einem außergewöhnlichen Jet
von Stefan Deiters
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19. Februar 2014

Mithilfe des Weltraumteleskops Chandra haben Astronomen einen Pulsar untersucht, der sich mit hoher Geschwindigkeit vom Ort einer Supernova-Explosion entfernt und gleichzeitig einen rekordverdächtig langen Jet, also einen gebündelten Partikelstrahl, ins All schießt. Der Jet hat eine Länge von rund 37 Lichtjahren und ist zudem eigentümlich verdreht.

Pulsar

Blick auf Supernova-Überrest (oben links) und den Pulsar samt Jet (unten rechts). Die Chandra-Daten auf diesem aus Beobachtungen in verschiedenen Wellenlängen zusammengesetzten Bild sind lila dargestellt. Bild: NASA/CXC/ISDC/L.Pavan et al. (Röntgen), CSIRO/ATNF/ATCA (Radio), 2MASS/UMass/IPAC-Caltech/NASA/NSF (optisch)  [Großansicht]

Astronomen konnten mit dem NASA-Weltraumteleskop Chandra nun ein ganz besonderes Objekt näher untersuchen: Mithilfe des im Röntgenbereich empfindlichen Teleskops und weiterer Instrumente studierten sie einen Pulsar, der sich mit hoher Geschwindigkeit vom Ort einer Supernova entfernt und gleichzeitig einen rekordverdächtig langen Jet, also einen eng gebündelten Partikelstrahl, ins All schießt.

Der Pulsar trägt die Bezeichnung IGR J1104-6103 und wurde ursprünglich mit dem europäischen Satelliten Integral aufgespürt. Er befindet sich rund 60 Lichtjahre vom Supernova-Überrest MSH 11-61A entfernt und liegt im Sternbild Kiel des Schiffs in einer Entfernung von etwa 23.000 Lichtjahren. Die Geschwindigkeit des Pulsars schätzen die Astronomen auf vier bis acht Millionen Kilometer pro Stunde, womit IGR J1104-6103 einer der schnellsten Pulsare wäre, die man bislang beobachtet hat.

Bei Pulsaren handelt es sich um schnell rotierende Neutronensterne. Letztere wiederum entstehen, wenn ein massereicher Stern am Ende seines stellaren Lebens kollabiert und in einer Supernova explodiert. Während bei massereicheren Sonnen ein Schwarzes Loch zurückbleibt, kann bei masseärmeren Exemplaren ein Neutronenstern entstehen.

"Wir haben noch nie ein Objekt gesehen, das sich so schnell bewegt und dabei auch noch einen Jet erzeugt", zeigt sich Lucia Pavan von der Universität in Genf begeistert über den Pulsar. "Nur zum Vergleich: Der Jet ist fast zehnmal so lang, wie die Strecke zwischen der Sonne und dem sonnennächsten Stern."

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Der im Röntgenbereich sichtbare Jet von IGR J1104-6103 ist dann auch der längste gebündelte Teilchenstrahl, den man in der Milchstraße kennt. Er scheint zudem auch noch auf eigentümliche Weise verbogen zu sein, was auch eine Taumelbewegung des um seine Achse rotierenden Neutronensterns hindeutet.

Bei IGR J1104-6103 ist noch ein weiteres Phänomen zu beobachten, nämlich eine Wolke aus hochenergetischen Partikeln, die für einen kometenähnlichen Schweif sorgt. Solche sogenannten Pulsarwindnebel wurden bereits früher beobachtet, doch zeigen die Daten von Chandra, dass Nebel und Jet in diesem Fall nahezu senkrecht aufeinander stehen.

"Wir können - basierend auf Form und Richtung des Pulsarwindnebels - erkennen, dass der Pulsar sich direkt aus dem Zentrum der Supernova fortbewegt", so Teammitglied Pol Bordas von der Universität Tübingen. "Die Frage, die sich damit stellt ist, wieso der Jet nun gerade in diese andere Richtung zeigt."

Normalerweise zeigen Rotationsachse und Jets bei einem Pulsar in die Richtung, in der sich der Pulsar bewegt, doch bei IGR J1104-6103 stehen offenbar Bewegungsrichtung und Drehachse praktisch im rechten Winkel zueinander. "Wir haben hier einen Pulsar, der sich in eine Richtung bewegt und einen Jet, der in die andere Richtung zeigt. Dies könnte uns Hinweise auf die exotische Physik liefern, zu der es kommen kann, wenn Sterne kollabieren", vermutet der Tübinger Wissenschaftler Gerd Pühlhofer.

"Aktuelle Erklärungen für das, was wir sehen, sind ziemlich exotisch. In früheren Arbeiten wurde ein extrem schnell rotierender Eisenkern kurz vor der Explosion des Vor-Supernovasterns als Ursache für einen Hochgeschwindigkeitspulsar mit verkippter Drehachse vorgeschlagen, aber das Modell scheint nicht allgemein akzeptiert zu sein", so Pühlhofer. Ein anderes mögliches Szenario sei eine spezielle Supernova, die es aber nicht ganz zu einer extremen Explosion mit einem sogenannten Gamma-Ray-Burst geschafft hat.

Über ihre Untersuchungen berichten die Wissenschaftler in einem Fachartikel, der gestern in der Zeitschrift Astronomy & Astrophysics erschienen ist.

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siehe auch
Crab-Nebel: Ein Pulsar als Filmstar - 20. September 2002
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Chandra, Seite der NASA
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