Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ein Neutronenstern taumelt durch’s All

19.04.2006


Auf der Röntgen-Aufnahme, die XMM-Newton gemacht hat, erscheint der Neutronenstern RX J0720.4-3125 als helles rötlich leuchtendes Objekt in der Mitte. Bild: Frank Haberl / Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik


Temperaturschwankungen, die sich aus den Messungen von XMM-Newton für die Oberfläche von RX J0720.4-3125 ergeben. Bild: Frank Haberl / Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik


Nicht alle Pulsare rotieren so stabil, wie Astrophysiker bislang dachten.

... mehr zu:
»Astrophysik »Neutronenstern »Pulsar

Ein Kreisel ist ein Spielzeug für Könner. Nur mit einem geschickten Fingerschnips lässt er sich sauber um seine Achse drehen. Meistens aber taumelt er - nicht sehr elegant - über Tisch oder Boden, weil er einen Schubs zur Seite bekommen hat. Frank Haberl vom Max- Planck-Institut für extraterrestrische Physik hat mit einem internationalen Team von Wissenschaftlern jetzt einen Neutronenstern beobachtet, der vermutlich ebenfalls einen solchen Drall erfahren hat, als er bei einer Supernova entstand. Die Forscher haben nämlich über wenige Jahre hinweg Schwankungen in Röntgenspektrum von RX J0720.4-3125 beobachtet. Diese Veränderungen ergeben sich, wenn die Temperatur auf der Oberfläche des Neutronensterns variiert. Die Wissenschaftler schließen daraus, dass der Pulsar leicht durch den Raum taumelt, seine Achse also präzediert. Daher wende er uns mal heißere und mal kühlere Flecken seiner Oberfläche zu. Bislang galten Neutronensterne oder Pulsare als sehr stabile Kreisel. (ASTRONOMY & ASTROPHYSICS in press)

Astrophysiker wissen über Neutronensterne oder Pulsare schon eine ganze Menge. Demnach präsentieren sich die Überbleibsel einer Supernova als Himmelskörper der Extreme: Die Masse der Sonne konzentrieren sie in einer Kugel, deren Durchmesser nicht größer als der Münchens ist. Ihre Dichte ist mit rund einer Milliarde Tonnen pro Kubikzentimeter größer als die eines Atomkerns. Auf ihrer Oberfläche herrschen Temperaturen von rund einer Million Grad Celsius und ihr Magnetfeld ist mehrere Billionen mal stärker als das der Erde. Bei ihrer Geburt drehen sie sich rund 100 Mal pro Sekunde um sich selbst - das Magnetfeld bremst die Pulsare jedoch langsam ab. Wie es allerdings in ihrem Inneren aussieht, haben Astrophysiker noch nicht geklärt. Es könnte zum Beispiel sein, dass sich ihre harte Schale um einen supraflüssigen Kern dreht. "Unsere Arbeit könnte helfen, dieses Rätsel zu lösen", sagt Frank Haberl vom Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik.


Zusammen mit einem internationalen Wissenschaftler-Team wertete Haberl Messungen des ESA-Satelliten XMM-Newton aus - unter anderem die Signale, die der Neutronenstern RX J0720.4-3125 sendete. Der Pulsar mit dem sperrigen Namen dreht sich rund 1000 Lichtjahre entfernt im Sternbild des Großen Hundes. Sein optisches Licht ist allerdings so schwach, dass es nur mit den stärksten Teleskopen zu beobachten ist. Als Röntgenquelle strahlt RX J0720.4-3125 allerdings recht kräftig. Frank Haberl und seine Kollegen unter anderem von der Universität Padua dem niederländischen Institute for Space Research und dem Mullard Space Science Laboratory am University College in London haben seine Röntgenspektren aus verschiedenen Jahren nun genauer inspiziert. Dabei stellten die Astrophysiker fest, dass sich die Spektren des Neutronensterns im Laufe weniger Jahre veränderten: Zwischen Mai 2000 und Mai 2004 wuchs der Anteil härteren Röntgenlichts in ihren Messungen. Das heißt der Pulsar strahlte im Schnitt Röntgenlicht von höherer Energie aus. Anschließend sank dieser Anteil energiereicher Strahlung wieder.

Das könnte bedeuten, dass auch die Oberflächentemperatur von RX J0720.4-3125 schwankt - und zwar fast um 100000 Grad Celsius, also etwa ein Zehntel: Von der Temperatur, die auf der Oberfläche eines Himmelskörpers herrscht, hängt ab, wie stark ein Himmelkörper in einem bestimmten Ausschnitt des elektromagnetischen Spektrums strahlt. "Wir halten es aber für sehr unwahrscheinlich, dass die Oberflächentemperatur des Neutronensterns in wenigen Jahren so stark schwankt", so Haberl. Er und seine Kollegen vermuten vielmehr, dass die Achse von RX J0720.4-3125 eine Kreisbewegung beschreibt und nicht stabil im Raum ruht. Dieses Taumeln nennen Physiker die Präzession eines Kreisels. Auf diese Weise rückt mal der eine Pol und mal der andere stärker ins Blickfeld von XMM-Newton. Da die Pole unterschiedlich heiß sind, strahlen sie auch verschieden hohe Anteile an hartem Röntgenlicht ab. Warum der eine Pol deutlich heißer ist als der andere, wissen die Wissenschaftler bislang jedoch noch nicht genau. "Möglicherweise ist das Magnetfeld nicht symmetrisch", sagt Haberl: Die Stärke des Magnetfelds ändert sich über die Oberfläche des Neutronensterns und beeinflusst, wieviel Wärme aus dem Inneren des Pulsars transportiert wird.

Ähnliche Schwankungen, wie sie die Astrophysiker nun über einige Jahre beobachtet haben, kennen sie bereits - jedoch über die Spanne weniger Sekunden: RX J0720.4-3125 sendet im Takt weniger Sekunden Röntgenlicht mit unterschiedlichem Energieprofil aus. In diesem Tempo rotiert der Himmelskörper und präsentiert sich so regelmäßig von unterschiedlich heißen Seiten.

Darüber wie der kosmische Kreisel RX J0720.4-3125 ins Taumeln geraten ist, können Haberl und seine Mitarbeiter bislang auch nur spekulieren. Vermutlich hat sich der Stern ein bisschen abgeflacht, als er kurz nach seiner Geburt 100 mal pro Sekunde um die eigene Achse rotierte. "Der Effekt wäre aber viel kleiner als bei der Erde, weil seine Dichte so groß ist", sagt Haberl. Er könnte aber immerhin ausreichen, um ihn zum Taumeln zu bringen - vorausgesetzt die Supernova, die ihn hervorgebracht hat, hat ihm einen kleinen Schubs gegeben.

Originalveröffentlichung:

Frank Haberl, Roberto Turolla, Cor P. De Vries, Silvia Zane, Jacco Vink, Mariano Méndez and Frank Verbunt
Evidence for precession of the isolated neutron star RX J0720.4-3125
Astronomy & Astrophysics in press

Dr. Andreas Trepte | Max-Planck-Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.mpg.de

Weitere Berichte zu: Astrophysik Neutronenstern Pulsar

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Forscher sorgen mit ungewöhnlicher Studie über Edelgase international für Aufmerksamkeit
26.06.2017 | Universität Bremen

nachricht NAWI Graz-Forschende vermessen Lichtfelder erstmals in 3D
26.06.2017 | Technische Universität Graz

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zu aktuellen Fragen der Stammzellforschung

27.06.2017 | Veranstaltungen

Fraunhofer FKIE ist Gastgeber für internationale Experten Digitaler Mensch-Modelle

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Mainzer Physiker gewinnen neue Erkenntnisse über Nanosysteme mit kugelförmigen Einschränkungen

27.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Wave Trophy 2017: Doppelsieg für die beiden Teams von Phoenix Contact

27.06.2017 | Unternehmensmeldung

Warnsystem KATWARN startet international vernetzten Betrieb

27.06.2017 | Informationstechnologie