Erster Röntgenjet bei einem Neutronenstern entdeckt

News: Erster Röntgenjet bei einem Neutronenstern entdeckt

Der Röntgensatellit CHANDRA beobachtete im Doppelsternsystem Circinus X-1 einen fünf Lichtjahre langen Jet. Hier lässt sich die Entstehung derartiger Gasstrahlen von Neutronensternen und Schwarzen Löchern exemplarisch erforschen.

Der Jet befindet sich rund 20000 Lichtjahre von der Erde entfernt in einem Doppelsternsystem. Hier umkreist ein Neutronenstern einen normalen Stern mit einer Masse von einigen Sonnenmassen. Neutronensterne sind Überreste massereicher Sterne und entstehen bei Supernovaexplosionen. Ihre Dichten erreichen enorm hohe Werte, die derjenigen von Atomkernen entsprechen.

Röntgenaufnahme von Circinus X-1 | Diese Falschfarbenaufnahme stellt hochenergetische Röntgenstrahlung in Blau dar. Strahlung mittlerer und niedriger Energien wurden die Farben Grün beziehungsweise Rot zugeordnet. Die Jets sind oben rechts und unten links zu sehen.

Bislang beobachtete man Jets nur in der Nähe Schwarzer Löcher. Der von Circinus X-1 ausgehende Gasstrom ist der erste, der in einem Doppelsystem mit einem Neutronenstern entsteht. Für das Auftreten eines Jets ist ein Schwarzes Loch also nicht zwingend notwendig.
„Es ist die Gravitation, die einen Jet hervorbringt, nicht irgendein Trick des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs“, sagte der Leiter der Studie, Sebastian Heinz von der Universität Wisconsin. In diesem Doppelsternsystem strömt Materie vom Begleitstern auf den Neutronenstern über. Dabei wird mit einem sehr hohen Wirkungsgrad potenzielle in thermische Energie umgewandelt. Laut Heinz und seinem Team treibt ein sehr großer Teil dieser Energie den Jet an.

Ein Jet aus der Sicht eines Künstlers | So könnte das System Circinus X-1 aus der Nähe aussehen: Materie stömt von einem Begleitstern auf den Neutronenstern und erzeugt dabei die Gasstrahlen.

„Unter dem Gesichtspunkt der Energieeffizienz sind Neutronensterne im Universum ganz vorne mit dabei“, sagt Norbert Schulz vom Massachusetts Institut of Technology. „Dieser Jet ist fast so effizient, wie derjenige eines Schwarzen Lochs“, merkt er weiter an.

Mit den Daten des Röntgensatelliten CHANDRA können die Forscher auch den Ursprung der diffusen Radiossignale erklären, die schon früher bei Circinus X-1 auffielen. Die hohe Energie der Röntgenjets erhält die Radioemissionen der Gasblasen um den Neuronenstern aufrecht, vermuten die Wissenschaftler.

Der Jet verriet sich in den Daten des Satelliten als eine doppelte fingerartige Struktur, die vom Neutronenstern weggerichtet ist. Diese beiden „Finger“ bilden einen Winkel von dreißig Grad. Sie könnten die äußere Begrenzung eines weit ausgedehnten Röntgenjets darstellen. Die Form der bis zu fünf Lichtjahre ins All reichenden Gebilde stimmt erstaunlich gut mit den Umrissen der Radioquellen überein. Alternativ könnte der Neutronenstern wie ein Kreisel taumeln (präzedieren) und dabei zu verschiedenen Zeiten einen stark gebündelten Röntgenjet erzeugen.

Welche Interpretation letztlich richtig ist, müssen weitere Untersuchungen zeigen.

AK