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Pulsare: Ein toter Stern als Staubsauger

Der Pulsar Geminga treibt bei seinem Flug durch das interstellare Medium eine Bugstoßwelle vor sich her – eine perfekte Falle für Staubteilchen, berichten zwei Astronomen. Verhilft dies der Sternleiche zu einem neuen Planetensystem?
Pulsar

Seit Jahrzehnten fragen sich Forscher, warum einige Pulsare von Planeten umkreist werden: Schließlich sind die kompakten Objekte Überbleibsel von Sternen, die in einer gewaltigen Supernova ihr Leben beendeten. Ein Planetensystem sollte eine solche Explosion nicht überstehen – aber wie könnte es sich neu bilden? Die Astronomen Jane Greaves von der University of Cardiff und Wayne Holland vom UK Astronomy Technology Centre in Edinburgh veröffentlichen nun einen neuen Vorschlag: Bei Beobachtungen des rund 800 Lichtjahre entfernten Pulsars Geminga im Sternbild Zwillinge (lateinisch: Gemini) fanden sie Hinweise darauf, dass die Sternleiche Staub aus dem interstellaren Medium einsammelt. Dieser könnte sich in ferner Zukunft einmal zu Exoplaneten zusammenklumpen.

Bereits die erste bestätigte Entdeckung von Planeten außerhalb unseres Sonnensystems vor 25 Jahren gelang bei einem Pulsar: Einer Forschergruppe fiel damals auf, dass die charakteristischen Radiowellenpulse des Objekts leicht gestört bei uns ankommen. Normalerweise stoßen Pulsare dagegen in sehr regelmäßigen Abständen Strahlungsbündel aus, meist mit extrem konstanten Perioden von einigen tausendstel oder hundertstel Sekunden. Die gestörten Pulse konnten Astronomen auf mehrere Planeten zurückführen, welche die Sternleiche umkreisen und sie dabei hin und her bewegen. Seitdem wurden nur wenige weitere solcher Pulsarsysteme entdeckt – trotzdem bleibt die Frage: Wie entstehen Exoplaneten nach einer Supernova-Explosion?

Beobachtungsdaten des Pulsars Geminga (Falschfarbendarstellung)
Beobachtungsdaten des Pulsars Geminga | Die Beobachtungen bei einer Wellenlänge von 0,45 Millimeter enthüllen die Strukturen um Geminga: Die Sternleiche (im schwarzen Kreis) bewegt sich in Richtung der linken oberen Bildecke, dort bildet sich eine parabelförmige Bugstoßwelle. Hinter sich zieht der Pulsar eine Wirbelschleppe her, ähnlich dem Kielwasser bei Schiffen.

Die beiden Wissenschaftler aus England wandten sich deshalb Geminga zu, einem der uns nächstgelegenen Pulsare, und beobachteten ihn mit dem James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) auf Hawaii bei einer Wellenlänge von rund einem halben Millimeter. In diesem Bereich des Spektrums wird interstellarer Staub sichtbar – so auch um den Pulsar: In seiner Bewegungsrichtung scheint Geminga eine Bugstoßwelle vor sich herzutreiben, die sich parabelförmig zu den Seiten hin erstreckt. Auch im »Windschatten« der Sternleiche ist ein Signal zu erkennen, das wohl auf eine Art Kielwasser hindeutet. »Geminga bewegt sich unglaublich schnell durch unsere Galaxie, viel schneller als die Schallgeschwindigkeit in interstellarem Gas. Wir glauben, dass Material in der Bugstoßwelle aufgesammelt wird und einige feste Teilchen dann in Richtung des Pulsars treiben«, erklärt Greaves.

Der "Pulsarnebel" von Geminga (Übersichtsgrafik)
Gemingas Pulsarwind und -nebel | Ein vom Pulsar ausgehender Wind geladener Teilchen lässt einen Nebel entstehen, der sich wegen der Bewegung Gemingas durch das interstellare Medium zu einem Kegel verformt. Weiter außen ist die Stoßwelle dargestellt, rechts unten geht es Richtung Milchstraßenebene, die der Pulsar erst vor rund 100 000 Jahren durchquerte.

Ein Signal, das die Astronomen im direkten Umfeld des kompakten Zentralobjekts entdeckten, könnte demnach auf eine Staubscheibe um Geminga zurückgehen – ähnlich einer protoplanetaren Scheibe, der Geburtsstätte von Planeten um Sterne. Laut Berechnungen der Forscher käme der gesammelte Staub insgesamt auf mehrere Erdmassen. Dies würde genügen, um in ferner Zukunft einige kleine Welten zu bilden. Allerdings ist die mögliche Scheibe nur sehr schwach erkennbar und weitere Beobachtungen bei höherer Auflösung sind nötig, um die Vermutung der beiden Wissenschaftler zu bestätigen. Die Hoffnungen der Astronomen liegen dabei auf dem größten Radioteleskop der Welt: das Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) in den nordchilenischen Anden.

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