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Der entfernteste und hellste Pulsar
von Stefan Deiters
astronews.com
21. Februar 2017
Astronomen haben mithilfe des europäischen Röntgenteleskops
XMM-Newton einen Pulsar entdeckt, der um das Tausendfache heller ist, als man
dies bislang für möglich gehalten hat. Es handelt sich zudem um den
entferntesten bislang entdeckten Pulsar: Er ist rund 50 Millionen Lichtjahre
entfernt. Pulsare sind schnell rotierende Neutronensterne, die nach einer
Supernova-Explosion zurückbleiben.
Die Position des in der Galaxie NGC 5907
entdeckten Pulsars und seine Lichtkurve.
Bild: ESA/XMM-Newton; NASA/Chandra und SDSS [Großansicht] |
Pulsare sind die kompakten Überreste von massereichen Sternen, die ihr
nukleares Leben in einer gewaltigen Supernova-Explosion beendet haben. Je nach
Masse des Sterns bleibt dabei entweder ein Neutronenstern oder ein Schwarzes
Loch zurück. Ein schnell rotierender Neutronenstern, der seine Strahlung in zwei
Lichtkegeln abgibt, wird als Pulsar bezeichnet. Die Objekte gleichen einem
kosmischen Leuchtfeuer: Jedes Mal, wenn uns dessen Lichtkegel überstreicht, sieht
man ein Aufblitzen des Pulsars.
Mithilfe des europäischen Röntgenteleskops XMM-Newton haben Astronomen nun
den bislang hellsten Pulsar aufgespürt. Er ist zehn Mal heller als der bisherige
Rekordhalter. In jeder Sekunde gibt er soviel Energie ab, wie unsere Sonne in
3,5 Jahren. Das Teleskop hat das Objekt in den vergangenen 13 Jahren mehrfach
anvisiert. Der Fund war das Ergebnis einer systematischen Auswertung von
Archivdaten. Die einzelnen Lichtblitze des Pulsars liegen 1,13 Sekunden
auseinander. Er ist rund 50 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt und
befindet sich in der Galaxie NGC 5907.
"Bislang hat man angenommen, dass nur Schwarze Löcher mit mindestens der
zehnfachen Masse der Sonne, die Material von einem nahen Begleiter abziehen, für
so ungewöhnlich hohe Helligkeiten sorgen können", erklärt Gian Luca Israel vom
INAF-Osservatorio Astronomica di Roma. "Aber die schnellen und regelmäßigen
Pulse dieser Quelle sind der eindeutige Fingerabdruck eines Neutronensterns, der
sich sehr deutlich von dem eines Schwarzen Lochs unterscheidet."
Zusätzlich zu den Archivdaten von XMM-Newton wurden auch archivierte Daten
des NASA-Röntgenteleskops NuSTAR ausgewertet. Die Analyse ergab, dass sich die
Rotationsperiode des Pulsars in den letzten Jahren verringert hat: von 1,43
Sekunden im Jahr 2003 auf 1,13 Sekunden 2014. Hätte sich die Drehung der Erde um
die eigene Achse um den gleichen Faktor beschleunigt, wären bei uns die Tage fünf
Stunden kürzer geworden.
"Nur ein Neutronenstern ist kompakt genug, um so schnell rotieren zu können ohne
zerstört zu werden", so Israel. Die Astronomen vermuten, dass sich diese
ungewöhnlich deutliche Änderung in der Rotation durch einen Begleiter des
Neutronensterns erklären könnte, von dem der schnell rotierende Stern Material
abzieht. Die Forscher sprechen bei einem solchen Vorgang von Akkretion.
"Dieses Objekt ist wirklich eine Herausforderung für unser Verständnis des
Akkretionsprozesses für Quellen mit einer sehr hohen Leuchtkraft", erklärt
Israel. "Es ist tausend Mal leuchtkräftiger, als man sich das bislang für einen
akkretierenden Neutronenstern vorstellen konnte. Irgendetwas fehlt also in
unseren Modellen, um die enorme Energie erklären zu können, die dieses Objekt
abgibt." Verantwortlich könnte hierfür beispielsweise ein sehr starkes und komplexes
Magnetfeld sein.
Über ihre Beobachtungen berichten die Wissenschaftler in einem
Fachartikel, der in der Zeitschrift Science erschienen ist.
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