https://www.faz.net/-gwz-7zwsc

Neutronensterne : Verzögertes Nachglühen kollabierender Sternleichen

  • -Aktualisiert am

Röntgenlicht bremst den Neutronenstern

Die Simulationen am Albert-Einstein-Institut zeigen, dass aus der Verschmelzung zweier Neutronensterne zunächst ein metastabiles Objekt entsteht, das eigentlich zu viel Materie für den Fortbestand als Neutronenstern enthält und nur durch seine extreme Rotation stabilisiert wird. Ein solches Objekt rotiert zunächst ungleichmäßig in seinem Inneren, bis das starke Magnetfeld greift und das Objekt zu einer starren Rotation zwingt. Während dieser nur wenige Sekunden dauernden Übergangsphase verliert der Neutronenstern kurzzeitig große Materiemengen (einige Promille seiner Masse), die rasch mit etwa zehn Prozent der Lichtgeschwindigkeit davontreiben. Sobald das gesamte Objekt gleichmäßig und starr rotiert, reißt der Materiestrom ab. Stattdessen verliert der Neutronenstern nun Energie in Form von elektromagnetischer Strahlung, was seine Rotationsgeschwindigkeit rasch verlangsamt.

Allerdings verfängt sich diese Strahlung zunächst in dem langsamer expandierenden, dichten Auswurfmaterial und provoziert dort eine Stoßwelle. Diese drückt die abgeströmte Materiewolke zu einer dünnen Schale zusammen und beschleunigt sie auf bis zu 90 Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Beide Effekte führen zu einer Zwischenspeicherung der Energie in der nun rasch expandierenden Materiewolke. Das weitere Geschehen hängt dann von den verschiedenen Zeitskalen der einzelnen Prozesse ab, die ihrerseits von der Masse des Neutronensterns und der Stärke seines Magnetfeldes bestimmt werden.

Die paradoxe Zeitumkehr

Sobald die Rotationsgeschwindigkeit des kompakten Neutronensterns unter eine kritische Grenze sinkt, reichen die Fliehkrafteffekte nicht mehr, um den Stern gegen die übermächtige eigene Schwerkraft abzustützen. Er kollabiert zu einem Schwarzen Loch. Dies ist der Moment des Gammastrahlenblitzes, der sich als schmaler Doppeljet seinen Weg durch die expandierende Gaswolke brennt und so die Kunde von der Geburt des Schwarzen Loches ins Universum hinausträgt. Damit wird gleichzeitig auch der Weg frei für die Röntgenstrahlung und das sichtbare Nachglühen, die beide aus der in der expandierenden Materiehülle zwischengelagerten Energie gespeist werden. Daraus, so Ciolfi und Siegel, ergäbe sich für Beobachter der paradoxe Eindruck einer vermeintlichen Zeitumkehr: Sie sehen den finalen Gammablitz vor der Röntgenstrahlung, die eigentlich durch die vorausgegangene Abbremsung des Neutronensterns gespeist wird.

Für die beiden Potsdamer Wissenschaftler bestünde durchaus eine Möglichkeit, diesen aus ihren Simulationen abgeleiteten Effekt durch Beobachtungen zu überprüfen. Es könnte zumindest ein deutlicher Teil der Strahlungsenergie als Röntgenstrahlung entkommen und außenstehenden Beobachtern gewissermaßen den bevorstehenden Gammablitz ankündigen. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass die Stoßwelle den äußeren Rand der Materiewolke erreicht, bevor der Neutronenstern so weit abgebremst wurde, dass er unter seiner eigenen Schwerkraft zu einem Schwarzen Loch kollabiert.

Das würde allerdings ein anderes Beobachtungskonzept erfordern. Bislang hat man Gammablitze dazu genutzt, nach dem anschließenden Afterglow zu suchen und durch dessen Erforschung mehr über die Gammaquellen in Erfahrung zu bringen. Stattdessen müsste man nun herausfinden, ob an den entsprechenden Stellen am Himmel auch kurz vor dem Gammablitz bereits Röntgenstrahlung registriert wurde.

Weitere Themen

So funktionieren FFP2-Masken Video-Seite öffnen

Videografik : So funktionieren FFP2-Masken

FFP2-Masken schützen in der Corona-Pandemie erwiesenermaßen besser vor einer Infektion als einfache Masken. Doch um die volle Wirksamkeit zu erreichen, müssen Träger manches beachten.

Topmeldungen

Eine Frau telefoniert in einer Telefonzentrale für die Arzthotline 116117 des ärztlichen Bereitschaftsdienstes.

Keine Impftermine möglich : Nette, aber hilflose Impfhotlines

Die Impfstoffbeschaffung ist Bundessache, das Verabreichen aber die der Länder. In keinem von ihnen lässt sich ein Termin für eine Impfung vereinbaren. Die Länder halten den Bund für schuldig – und Pfizer.
Das erste Interview nach seiner Wahl zum CDU-Vorsitzenden: Ministerpräsident Armin Laschet in der Düsseldorfer Staatskanzlei.

Interview mit Armin Laschet : „Auch mit Friedrich Merz“

Ein Gespräch mit dem neuen CDU-Vorsitzenden Armin Laschet über die Einbindung des unterlegenen Konkurrenten, die Kanzlerkandidatur, den Kampf gegen Corona, sein Verhältnis zu Russland, die Seidenstraße – und über Twitter.
2:4-Niederlage bei Borussia Mönchengladbach: der nächste schwere Schlag für die Dortmunder.

2:4 bei Mönchengladbach : Dortmund nun endgültig in der Krise

Mönchengladbach zieht nach dem Sieg im wilden Borussen-Duell in der Tabelle an den Dortmundern vorbei. Der BVB kann seine Probleme in der Abwehr nicht abstellen und bangt nun um die Qualifikation für die Champions League.

Newsletter

Immer auf dem Laufenden Sie haben Post! Abonnieren Sie unsere FAZ.NET-Newsletter und wir liefern die wichtigsten Nachrichten direkt in Ihre Mailbox. Es ist ein Fehler aufgetreten. Bitte versuchen Sie es erneut.
Vielen Dank für Ihr Interesse an den F.A.Z.-Newslettern. Sie erhalten in wenigen Minuten eine E-Mail, um Ihre Newsletterbestellung zu bestätigen.