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Entfesselter Pulsar : Ein sich anbahnendes Himmelsfeuerwerk

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Kosmisches Feuerwerk: Ein schnell rotierender Pulsar (links) reißt ein Loch in eine Materischeibe, die seinen Begleitstern umgibt. Bild: NASA/CXC/M.Weiss

Blick in die astronomische Glaskugel: Anfang 2018 wird ein Neutronenstern in eine Materiescheibe eines massereichen Sterns rasen. Ein Spektakel der ganz besonderen Art.

          Die sekundengenaue Vorhersage von spektakulären Himmelsereignissen wie einer totalen Sonnenfinsternis ist seit langem eine Domäne der Astronomen, was ihnen in früheren Zeiten viel Respekt und Bewunderung verschafft hat. Andere Ereignisse, etwa die Supernova-Explosion eines alternden Sterns, brechen in aller Regel ohne Vorwarnung herein und lassen sich bestenfalls auf einige zehn- oder hunderttausend Jahre im Voraus prognostizieren. Während im einen Fall vergleichsweise einfache himmelsmechanische Berechnungen dazu ausreichen, das genaue Datum der anstehenden Verfinsterung am Firmament zu bestimmen, sind im anderen Fall exakte Kenntnisse über die Verhältnisse und Vorgänge im Innern des alternden Sterns notwendig. Konkrete Angaben über das Supernova-Ereignis sind oft nicht möglich.

          Irgendwo dazwischen ist die Situation angesiedelt, welche die Aufmerksamkeit mancher Himmelsforscher jetzt auf Anfang 2018 fokussiert. In zweieinhalb Jahren nämlich erwarten die Astronomen ein Spektakel der besonderen Art. Dann wird ein nur wenige Dutzend Kilometer großer Neutronenstern mit seiner geballten Masse und seinem extremen Magnetfeld die Materiescheibe in der Umgebung eines massereichen Sterns durchpflügen und dabei ein energiereiches Feuerwerk entzünden.

          Begleitung für den vermeintlichen Einzelgänger

          Zunächst war der Neutronenstern mit der Kurzbezeichnung PSR-J2032, der im Jahr 2009 mit dem Gammastrahlensatelliten Fermi entdeckt wurde, als Einzelgänger eingestuft worden. Seine - später auch im Radiobereich nachgewiesene - Pulsfrequenz von sieben Hertz sowie eine vergleichsweise rasche Abnahme der Rotationsgeschwindigkeit und weitere Details wiesen ihn als noch recht jungen, zwischen ein- und zweihunderttausend Jahre alten Pulsar aus.

          Im weiteren Verlauf ließen langfristige Veränderungen in der Pulsfrequenz jedoch Zweifel an der Einzelgängernatur des Neutronensterns aufkommen. So nahm die Rotationsgeschwindigkeit zuletzt immer schneller ab, was nach dem Standardmodell einer - physikalisch unmöglichen - „Verjüngung“ des Pulsars gleichgekommen wäre. Gemeinsam mit Kollegen aus den Vereinigten Staaten und Australien hat Andrew Lyne von der University of Manchester jetzt in den „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society“ ein Erklärungsmodell für diese Veränderungen vorgestellt, das in der Ankündigung eines möglichen kosmischen Feuerwerks gipfelt.

          Die durchpflügte Staubscheibe

          Danach befindet sich PSR-J2032 in einer langgestreckten Umlaufbahn um einen massereichen sogenannten Be-Stern, der von einer ausgedehnten Gas- und Staubscheibe umgeben ist. Die Umlaufzeit beträgt etwa 25 Jahre, und zum Zeitpunkt der größten Annäherung zwischen Ende Februar und Anfang März 2018 wird der Neutronenstern diese Gas- und Staubscheibe durchpflügen und wenig später vorübergehend von ihr und - möglicherweise - auch vom Stern selbst verdeckt werden. Derzeit bewegt sich PSR-2032 von uns aus gesehen immer schneller auf seinen Zentralstern zu. Das führt nach Ansicht der Forscher um Lyne dazu, dass die von ihm ausgehenden Signale jedes Mal ein bisschen länger brauchen, um bei uns anzukommen. So wird die beobachtete zunehmende Verlangsamung der Rotation nur vorgetäuscht.

          Bislang sind nur zwei weitere Systeme bekannt, bei denen ein massereicher Be-Stern von einem Pulsar umrundet wird - mit Umlaufzeiten von gut drei beziehungsweise fünf Jahren. Zumindest bei einem von ihnen hatte man vor vier Jahren verfolgen können, dass die Intensität der Gammastrahlung während der größten Annäherung vorübergehend um den Faktor 15 angestiegen war, während im Radio- und Röntgenbereich keine auffälligen Veränderungen registriert wurden. So warten die Astronomen jetzt gespannt auf den Spätwinter 2018, um die enge Begegnung von PSR-J2032 mit seinem Zentralstern zu verfolgen und dabei mehr über beide Objekte in Erfahrung zu bringen.

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