Himmelskörper: Größe eines Neutronensterns vermessen
© NASA / Dana Berry (Ausschnitt)
Astronomen entwickelten eine Methode, um den Durchmesser von Neutronensternen zu bestimmen. Bei bekannter Masse können sie so auf die Dichte und damit auf den Zustand der Materie im Innern dieser exotischen Objekte schließen.
Sudip Bhattacharyya vom Goddard Space Flight Center der Nasa und sein Team wandten das Verfahren nun auf das etwa 26 000 Lichtjahre entfernte System Serpens X-1 an. Darin zieht ein Neutronenstern seinem stellaren Begleiter Materie ab, die ihn fortan umkreist. In Bereichen unmittelbar über der Oberfläche bewegt sich das heiße Gas mit etwa vierzig Prozent der Lichtgeschwindigkeit. In diesem Gasgemisch enthaltene Eisen-Atome heizen sich derart auf, dass sie Röntgenstrahlung einer ganz bestimmten Wellenlänge aussenden.
Mit Hilfe des Röntgensatellits XMM-Newton konnten die Forscher das Spektrum der Eisen-Atome nun in bisher unerreichter Genauigkeit aufzeichnen. Durch die hohe Geschwindigkeit der Atome verändert sich die natürliche Form der Spektrallinien. Zudem verursacht die enorme Masse des Neutronensterns laut Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie eine Verschiebung der Eisen-Linie im Spektrum zu längeren Wellenlängen hin. Aus den Abweichungen zu einer gewöhnlichen Eisen-Linie rekonstruierten die Forscher nun die Bewegung der Teilchen um den Exoten und erhielten einen oberen Grenzwert für die Größe des Neutronensterns: Sein Durchmesser darf nicht größer als etwa dreißig Kilometer sein. Auf ähnliche Weise haben Astronomen bereits die Größe von Schwarzen Löchern eingegrenzt.
In einer anderen Studie untersuchten die Wissenschaftler Serpens X-1 sowie zwei weitere Neutronensterne mit Hilfe des Röntgensatellits Suzaku. Sie stellten eine nahezu identische Spektrallinie in Serpens X-1 fest und bestätigen so die Ergebnisse von Bhattacharyya. Auch in den beiden anderen Systemen fanden sie ähnlich deformierte Eisenlinien.
Der Kern von Sternen, die zwischen fünf und fünfzehn Sonnenmassen in sich vereinen, kollabiert zu einem Neutronenstern. Rund eineinhalb Sonnenmassen werden dabei in eine Kugel mit einem Durchmesser von zwanzig bis dreißig Kilometern verdichtet. Damit besitzen sie die dichteste Materie, die wir im Universum beobachten können. Einige Tassen davon würden mehr wiegen als der Mount Everest. (mp)
Sudip Bhattacharyya vom Goddard Space Flight Center der Nasa und sein Team wandten das Verfahren nun auf das etwa 26 000 Lichtjahre entfernte System Serpens X-1 an. Darin zieht ein Neutronenstern seinem stellaren Begleiter Materie ab, die ihn fortan umkreist. In Bereichen unmittelbar über der Oberfläche bewegt sich das heiße Gas mit etwa vierzig Prozent der Lichtgeschwindigkeit. In diesem Gasgemisch enthaltene Eisen-Atome heizen sich derart auf, dass sie Röntgenstrahlung einer ganz bestimmten Wellenlänge aussenden.
Mit Hilfe des Röntgensatellits XMM-Newton konnten die Forscher das Spektrum der Eisen-Atome nun in bisher unerreichter Genauigkeit aufzeichnen. Durch die hohe Geschwindigkeit der Atome verändert sich die natürliche Form der Spektrallinien. Zudem verursacht die enorme Masse des Neutronensterns laut Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie eine Verschiebung der Eisen-Linie im Spektrum zu längeren Wellenlängen hin. Aus den Abweichungen zu einer gewöhnlichen Eisen-Linie rekonstruierten die Forscher nun die Bewegung der Teilchen um den Exoten und erhielten einen oberen Grenzwert für die Größe des Neutronensterns: Sein Durchmesser darf nicht größer als etwa dreißig Kilometer sein. Auf ähnliche Weise haben Astronomen bereits die Größe von Schwarzen Löchern eingegrenzt.
In einer anderen Studie untersuchten die Wissenschaftler Serpens X-1 sowie zwei weitere Neutronensterne mit Hilfe des Röntgensatellits Suzaku. Sie stellten eine nahezu identische Spektrallinie in Serpens X-1 fest und bestätigen so die Ergebnisse von Bhattacharyya. Auch in den beiden anderen Systemen fanden sie ähnlich deformierte Eisenlinien.
Der Kern von Sternen, die zwischen fünf und fünfzehn Sonnenmassen in sich vereinen, kollabiert zu einem Neutronenstern. Rund eineinhalb Sonnenmassen werden dabei in eine Kugel mit einem Durchmesser von zwanzig bis dreißig Kilometern verdichtet. Damit besitzen sie die dichteste Materie, die wir im Universum beobachten können. Einige Tassen davon würden mehr wiegen als der Mount Everest. (mp)
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