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XMM-NEWTON
Astronomen entdecken stellaren Röntgenpulsar
Redaktion / Pressemitteilung des AIP und der Universität Potsdam
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3. Juni 2014

Mithilfe des europäischen Röntgenteleskops XMM-Newton hat ein internationales Astronomenteam unter Leitung Potsdamer Astronomen einen eigentümlichen Stern aufgespürt: Die rund 1.500 Lichtjahre entfernte Sonne Xi1 Canis Majoris leuchtet nicht nur sehr hell, sondern zeigt auch im Röntgenbereich regelmäßige Pulsationen. Jetzt rätseln die Forscher über die Ursache.

Xi1 Canis Majoris

Der Stern Xi1 Canis Majoris in einer Aufnahme des Röntgenteleskops XMM-Newton.  Bild: ESA / XMM-Newton / L. Oskinova (University of Potsdam)

Potsdamer Astronomen haben, gemeinsam mit Kollegen aus Belgien und den USA, mit dem ESA-Röntgenteleskop XMM-Newton Röntgenpulse von einem Objekt nachweisen können, von dem solche Pulsationen bislang unbekannt waren. Mit verblüffender Regelmäßigkeit und über einen Zeitraum von fünf Stunden steigt die Strahlungsaktivität des Sterns Xi1 Canis Majoris im Sternbild Großer Hund im Röntgenlicht an und fällt dann wieder ab. Solche Pulsationen waren zuvor noch nie bei einem normalen Stern beobachtet worden. Die Wissenschaftler sind nun auf der Suche nach einer möglichen physikalischen Erklärung für diese Eigenschaften.

Xi1 Canis Majoris zog bereits in der Vergangenheit die Aufmerksamkeit der Forscher auf sich. So entdeckte Swetlana Hubrig vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP), dass der Stern ein außergewöhnlich starkes Magnetfeld besitzt, 5.000-mal stärker als das Magnetfeld der Sonne. Der Stern ist etwa 1.500 Lichtjahre von uns entfernt und kann dennoch mit bloßem Auge ausgemacht werden. Grund dafür ist seine große Helligkeit - verglichen mit unserer Sonne ist Xi1 Canis Majoris an seiner Oberfläche fünf mal heißer, während er etwa die fünfzehnfache Masse besitzt.

Doch nicht nur im optischen Licht, auch im Röntgenbereich scheint Xi1 Canis Majoris hell auf. Lidia Oskinova von der Universität Potsdam hat die Beobachtungskampagne mit dem Röntgenteleskop XMM-Newton geleitet. Die Temperatur des Sterns allerdings reicht nicht aus, um ihn im Röntgenbereich strahlen zu lassen. Daher glauben die Forscher, dass die Röntgenstrahlung durch Stoßwellen im Magnetfeld des Sterns entsteht. Das Zusammenspiel dieses Magnetfelds mit dem sogenannten Sternwind zu verstehen ist das Spezialgebiet von Oskinovas Kollegen Helge Todt und Wolf-Rainer Hamann, die auch zum Team gehörten.

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Einzig Neutronensterne und Weiße Zwerge waren bisher dafür bekannt, Röntgenpulse auszusenden. Die Mechanismen, die in solchen Objekten aus superdichter Materie wirken, sind allerdings nicht auf Xi1 Canis Majoris übertragbar, der nur aus Materie normaler Dichte besteht. Die Forscher hofften daher, einen Hinweis auf den Ursprung der beobachteten Pulsationen aus der Tatsache ziehen zu können, dass der Stern auch im optischen Licht pulsiert.

Diese optische Veränderlichkeit ist seit etwa einem Jahrhundert bekannt; die etwa fünfstündige Periode ist seitdem sekundengenau stabil. Das Potsdamer Team hat die optischen Daten mit den neuen Röntgenbeobachtungen abgeglichen und tatsächlich eine Übereinstimmung gefunden. Damit können die Astronomen zeigen, dass die Prozesse im Sternwind und im Sterninneren viel enger miteinander verbunden sind als bislang angenommen.

Von der bestehenden und zukünftigen Zusammenarbeit des AIP und der Universität Potsdam bei Beobachtungskampagnen und zur Entwicklung spezieller Modelle für Sternwinde und Magnetosphären erhoffen sich die Forscher so auch die endgültige Lösung des Rätsels um den neu entdeckten stellaren Röntgenpulsar.

Über ihre Beobachtungen berichten die Astronomen heute in der Zeitschrift Nature Communications.

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siehe auch
Sterne: Junger Stern mit eigentümlichem Gasring - 18. Januar 2012
Links im WWW
Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP)
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