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Galaktisches Zentrum: Das Rätsel der fehlenden Pulsare

Läge ein Radiopulsar nahe beim Schwarzen Loch im Herzen der Milchstraße, ließe sich die allgemeine Relativitätstheorie unter extremen Schwerkraftbedingungen testen. Überraschenderweise ging den Astronomen aber jahrzehntelang kein Exemplar ins Netz. Jetzt gelang der Coup – doch das Rätsel erscheint nur noch mysteriöser.
Suche nach Radiopulsaren in der Milchstraße

Die allgemeine Relativitätstheorie bleibt eines der faszinierendsten Konzepte der theoretischen Physik. Mit ihrer Hilfe hat Einstein unsere traditionelle Vorstellung von Raum und Zeit in die einer Raumzeittextur verwandelt, die sich durch Materie und Energie verformen lässt. Aber stimmt die Relativitätstheorie überhaupt? Bei Präzisionsexperimenten im schwachen Gravitationsfeld der Erde ließ sie sich bislang stets bestätigen. Ob sie auch noch in physikalischen Grenzbereichen gilt, ist jedoch ungewiss.

Ideal wäre, sie im extrem starken Gravitationsfeld eines Schwarzen Lochs zu testen, das die Raumzeit so sehr verbiegt, dass die Zeit am Ereignishorizont des Schwerkraftmonsters geradezu stillzustehen scheint. Dafür bräuchte man auch eine gute Uhr. Zum Glück lassen sich so genannte Pulsare als natürliche Zeitgeber verwenden, deren Genauigkeit der von Atomuhren in nichts nachsteht.

Bei einem Pulsar handelt es sich um den kompakten Überrest eines schweren, großen Sterns, der sein Leben spektakulär als Supernova beendet hat. Bei einer solchen Explosion wird eine etwa 1,4-fache Sonnenmasse auf einen Durchmesser von nur 20 bis 30 Kilometern verdichtet. Das Ergebnis ist ein Neutronenstern, der sich binnen einiger Millisekunden oder auch Sekunden einmal um sich selbst dreht, ein starkes Magnetfeld mit einer Stärke von 104 bis 1010 Tesla besitzt und kegelförmig Radiowellen aussendet. Die Ausbreitungsrichtung der Strahlung rotiert dabei mit dem Stern, so dass wir diese auf der Erde in Form höchst regelmäßiger Pulse wahrnehmen – ähnlich dem Licht eines Leuchtturms, das in immer denselben Zeitabständen über uns hinweghuscht. ...

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  • Quellen

Eatough, R. et al.: A Strong Magnetic Field around the Supermassive Black Hole at the Centre of the Galaxy. In: Nature 501, S. 391 - 394, 14. August 2013

Freire, P., Tauris, T.: Direct Formation of Millisecond Pulsars from Rotationally Delayed Accretion-Induced Collapse of Massive White Dwarfs. In: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 438, S. L86 - L90, 11. Februar 2014

Kennea, J. A. et al.: Swift Discovery of a New Soft Gamma Repeater, SGR J1745-29, near Sagittarius A*. In: The Astrophysical Journal Letters 770, L24, 2013

Mori, K. et al.: NuSTAR Discovery of a 3.76-Second Transient Magnetar near Sagittarius A*. In: The Astrophysical Journal Letters 770, L23, 2013