27.05.2009 · Rotierende Neutronensterne, sogenannte Pulsare, entstehen nach dem Kollaps massereicher Sterne. Nun haben Astronomen ein Beispiel dafür entdeckt, dass sich in einem nächsten Schritt ein extrem schnell rotierender Millisekundenpulsar herausbildet.
Von Hermann-Michael Hahn
© Nasa
Die gepulst erscheinende Strahlung eines Pulsars in einer künstlerischen Darstellung
Ein Fossil, das belegt, wie in der Evolution aus einer Organismengruppe eine andere entsteht, wird von den Paläontologen als Missing Link bezeichnet. Eine Art Missing Link in der Astronomie hat in der vergangenen Woche eine internationale Forschergruppe vorgestellt. Der Fund dokumentiert, wie manche Pulsare zu Millisekundenpulsaren werden können.
Bei den 1967 erstmals beobachteten Pulsaren handelt es sich um vergleichsweise rasch rotierende Neutronensterne - Überreste massereicher Sterne, die nach dem Ende der Kernfusionsprozesse auf Durchmesser von einigen Dutzend Kilometern kollabiert sind und bei der dadurch ausgelösten Supernova-Explosion ihre äußere Hülle verloren haben.
Nach einem Modell von Thomas Gold aus dem Jahr 1969 stammt die gepulst erscheinende Strahlung eines solchen Objekts aus zwei eng gebündelten Quellbereichen, die mit den magnetischen Polen des Neutronensterns verknüpft sind. Durch dessen Rotation streicht die Strahlung wie das Licht eines Leuchtturms über die Erde hinweg. Aus den Pulsperioden, die im Übrigen ein allmähliches Abbremsen belegen, konnten Rotationsdauern zwischen etwa 0,03 und 8 Sekunden abgeleitet werden.
Materiestrudel und Strahlenjets
Im Jahr 1982 wurden darüber hinaus Millisekundenpulsare entdeckt - Pulsare, die Rotationsperioden von einigen tausendstel Sekunden aufweisen. Diese Objekte müssen nachträglich beschleunigt worden sein; denn beim Kollaps des Vorläufersterns können Pulsare eine solch rasche Rotation nicht mitbekommen. Außerdem fehlt bei ihnen jeglicher Hinweis auf eine gerade erst verblasste Supernova.
Da die meisten bislang bekannten Millisekundenpulsare in Doppelsternsystemen gefunden wurden, entstand zu ihrer Erklärung die Modellvorstellung von einem Materietransfer: Wenn der begleitende Stern sich im Laufe seiner Entwicklung langsam aufbläht, kann Materie auf den Neutronenstern hinüberströmen und ihn so auf zunehmend höhere Drehzahlen bringen. Dabei bildet die überströmende Materie in der Umgebung des Neutronensterns zunächst eine Akkretionsscheibe - eine Art Materiestrudel -, die so heiß wird, dass sie Röntgenstrahlung aussendet. Solche als massearme Röntgendoppelsterne bezeichneten Quellen sind bereits seit längerem bekannt, doch hatte man in der Praxis keine direkte Verbindung zu einem Millisekundenpulsar nachweisen können.
Vom Röntgendoppelstern zum Millisekundenpulsar
Diese Lücke ist nun mit einem rund 4000 Lichtjahre von uns entfernten Doppelstern geschlossen worden. Dieses Objekt mit der Bezeichnung SDSS J102347.67+003841.2 war im Jahr 2007 bei einer Radiodurchmusterung des Himmels mit dem Teleskop von Green Bank in West Virginia entdeckt worden. Acht Jahre zuvor hatte eine digitale optische Durchmusterung des Himmels an dieser Stelle zunächst einen sonnenähnlichen Stern registriert, der wenig später auch im Röntgenbereich als massearmer Röntgendoppelstern identifiziert werden konnte, also offenbar eine Materiescheibe um den kompakten Begleiter ausgebildet hatte.
Im Jahr 2002 war diese Scheibe bei Beobachtungen mit dem europäischen Röntgenobservatorium "XMM" allerdings nicht mehr nachzuweisen, so dass das Objekt als transiente (nur zeitweise aktive) Röntgenquelle eingestuft wurde. Umso größer war die Überraschung, als das Teleskop von Green Bank im Jahr 2007 an dieser Stelle nun einen Millisekundenpulsar mit 592 Umdrehungen pro Sekunde erkennen ließ, wie die Forscher in der jüngsten Ausgabe der Zeitschrift "Science" berichten.
