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Ein flackernder Pulsar und das interstellare Medium
Redaktion
/ Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie
astronews.com
18. Mai 2026
Mithilfe zweier Radioteleskope in Deutschland und China
gelang nun die Beobachtung der flackernden Radiostrahlung eines kompakten
Sternüberrests. Das Flackern wird dabei nicht von dem Objekt selbst verursacht,
sondern von dem Material, das sich im Weltraum zwischen uns und dem
Sternüberrest befindet - offenbar in einer 430 Lichtjahre entfernten
interstellaren Wolke.
Die linienförmige Struktur ist die sichtbare
Streuung des Pulsars PSR B1508+55, der sich im
zentralen Pixel des Bildes befindet. Das
unsichtbare interstellare Medium – das dünne
Material zwischen den Sternen – erzeugt diese
Verzerrung. Bild: Tim
Sprenger / MPIfR [Großansicht] |
Funkelnde Sterne am Nachthimmel sind nicht nur schön anzusehen. Ihr Flimmern
verrät auch etwas über die unterschiedlich warmen und dichten Luftschichten
unserer Erdatmosphäre, die das Licht auf dem Weg zu uns brechen. Bestimmte
Sternüberreste, die Radiostrahlung aussenden, können einen ganz ähnlichen Effekt
zeigen. Zwar kann ihre im Vergleich zum Licht langwellige Radiostrahlung fast
ungestört unsere Erdatmosphäre durchdringen, sie wird dafür aber von dem dünnen
Gas zwischen den Sternen abgelenkt. Ihr Funkeln – Szintillation genannt –
ermöglicht somit einzigartige Einblicke in den interstellaren Raum. Ein
internationales Team um Tim Sprenger vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie
(MPIfR) hat die flimmernde Radiostrahlung eines Objekts genau vermessen und dazu
eine innovative Beobachtungstechnik genutzt.
Szintillation tritt nur bei punktförmigen Quellen auf, weshalb weit entfernte
Sterne funkeln, Planeten jedoch nicht. Im Radiobereich lässt sich ein Flackern
bei Pulsaren beobachten – den Überresten massereicher Sterne. Sie gehören zu den
kompaktesten Objekten des Universums: Die Masse eines ganzen Sterns ist auf eine
Kugel mit dem Durchmesser einer Großstadt komprimiert. Die Radiosignale, die
Pulsare abgeben, schwanken durch Szintillation in ihrer Helligkeit, und ihre
Position am Himmel scheint verschmiert. Der in der aktuellen Studie beobachtete
Pulsar ist erst der zweite, bei dem sich die Verzerrung durch Szintillation
direkt abbilden ließ.
Die Forschenden um Sprenger beobachteten den Pulsar mit der Bezeichnung PSR
B1508+55, der sich rund 7000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Drache befindet.
In der Langzeitaufnahme erscheint der Pulsar zu einer Linie verzogen. "Meist
stellt man sich vor, dass der Pulsar von zufälligen Dichteschwankungen zu einer
verschwommenen Scheibe verzerrt wird. Stattdessen scheint das interstellare
Medium hier geordnete Strukturen mit bevorzugter Richtung auszubilden", erklärt
Sprenger. Das könnten beispielsweise parallel verlaufende Filamente oder dünne,
gefaltete Schichten sein. Wie genau die Strukturen in diesem Fall aussehen, ist
noch nicht geklärt. Das liegt auch daran, dass die beobachtete Streuung, die sie
verursachen, im astronomischen Maßstab sehr klein und schwierig zu beobachten
ist.
Besonders interessant sind kleine Unregelmäßigkeiten in der ansonsten
geraden, gestreuten Linie. "Es ist faszinierend, den Kontrast zwischen dem
primären linearen Bild und seinen komplexen Abweichungen zu beobachten. Das
wirft die Frage auf: Welche mikroskopischen Strukturen haben sie hervorgebracht
– Strukturen, die sich unserem derzeitigen Bild vom interstellaren Medium
entziehen?“, fragt Teammitglied Xun Shi von der Yunnan-Universität in China. Mit
Modellrechnungen lässt sich immerhin der wahrscheinlichste Ort der
interstellaren Wolke bestimmen: Sie sollten rund 430 Lichtjahre von der Erde
entfernt liegen.
Die Szintillation eines Pulsars verursacht so kleine Positionsänderungen,
dass man sie mit einzelnen Teleskopen nicht räumlich auflösen kann. Die
Forschenden verwendeten daher eine ausgefeilte Beobachtungstechnik und zwei der
leistungsstärksten Radioteleskope der Welt: Das 100-Meter-Radioteleskop
Effelsberg in Deutschland und das Five-hundred-meter Aperture Spherical radio
Telescope (FAST) in China.
Aufgrund der Bewegung der Erde verändert sich die Position der Teleskope
erheblich, während sie zeitgleich auf PSR B1508+55 gerichtet sind. Das bedeutet,
dass im Verlauf eines Tages mal das eine und mal das andere Teleskop dasselbe
Flackern zuerst sieht, je nachdem ob gerade Deutschland oder China eher in die
Bewegungsrichtung der Erde zeigt. Daraus lässt sich ein Bild berechnen. "Durch
die Kombination der verteilten Teleskope mit der Bewegung der Erde relativ zu
den beobachteten Strukturen konnten wir eine Auflösung erreichen, die im
beobachteten Frequenzbereich mit keiner anderen Technik möglich ist.", so
Teammitglied Olaf Wucknitz vom MPIfR.
Bei höheren Frequenzen lassen sich vergleichbare Auflösungen realisieren,
wenn man viele Teleskope auf der ganzen Welt zu einem virtuellen Teleskop
zusammenschaltet. Das ist technisch anspruchsvoll, und die anfallenden Daten
müssen zeitaufwendig korreliert werden. "Die von uns verwendete
Beobachtungstechnik hat keine großen Ansprüche an die Infrastruktur. Sie
funktioniert mit bereits lokal verarbeiteten Datensätzen, die wir mit unseren
normalen Laptops zusammenführen konnten", so Sprenger.
Nach diesem Erfolg sind Beobachtungen weiterer Pulsare geplant. Mit ihnen
sollte sich dann mehr über die unsichtbaren Strukturen des interstellaren
Mediums herausfinden lassen. Michael Kramer, geschäftsführender Direktor des
MPIfR, weist darauf hin, dass FAST derzeit das empfindlichste Teleskop der Welt
ist, und betont: "Diese großartige Arbeit zeigt, was möglich ist, wenn zwei der
leistungsstärksten Instrumente der Welt zusammenarbeiten. Beide Teleskope sind
großartig, aber ihre seltene Kombination ist noch viel besser!"
Die Ergebnisse wurden in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift Astronomy
& Astrophysics veröffentlicht.
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