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News: Neutronensterne im Labor

Viele Sterne vergehen zwar in der Supernova, allerdings ist einigen ein äußerst interessantes Nachleben beschieden. Nach den schwarzen Löchern sind Neutronensterne die wohl rätselhaftesten Überbleibsel. Umso erstaunlicher, dass amerikanische Wissenschaftler nun einige ihrer Oberflächeneigenschaften im Labor nachstellen konnten.
Es muss nicht immer ein schwarzes Loch sein, das aus einem sehr massereichen Stern nach der Supernova entsteht. Falls die Masse des zurückbleibenden Kerns dazu nicht ausreicht, kann ein mindestens ebenso interessanter Neutronenstern entstehen, der rasend schnell rotiert und sich durch einen konstanten Radio- oder Röntgenpuls offenbart. Da er äußerst dicht gepackt ist – typischerweise beträgt seine Masse bei einem Radius von etwa 15 Kilometern 1,4 Sonnenmassen – ist seine Oberfläche wie ein Kristall aufgebaut.

Einige Neutronensterne senden unregelmäßig weiche Gammastrahlung aus, deren Ursprung manche Astronomen in "Sternenbeben" vermuten: Ungeheuer starke Magnetfelder zerreißen die Sternkruste, wodurch sich diese minimal auftürmt, verschiebt und wieder schließt. Beweisen konnten die Astronomen ihre Theorie indes noch nicht, da sie so eine ungemein dichte Materie wie die eines Neutronensterns schwerlich herstellen konnten und somit nur auf Beobachtungen angewiesen waren.

Allerdings konnten Travis Mitchell und Kollegen der University of Delaware nun die Oberfläche eines Neutronensterns nachbauen – oder zumindest etwas sehr ähnliches. Sie formten aus etwa 15 000 Berylliumionen eine hauchdünne Scheibe und kühlten sie mit Lasern auf wenige Millikelvin ab. Anschließend hielten sie die Ionenscheibe mit Magnetfeldern gefangen, sodass sie zunächst unbeweglich zwischen den Polschuhen ruhte, und versetzten sie dann mit einem weiteren Laser in Drehbewegung.

Anstatt gleichmäßig zu rotieren, bildeten sich in der Scheibe immer wieder Risse, die sich aber sofort wieder schlossen. Dabei entsprach die Häufigkeit und die Verteilung der Risse denen, welche die Wissenschaftler aufgrund der emittierten Gammastrahlung in der Oberfläche von Neutronensternen vermuten. Obwohl die Ionenscheibe sehr viel weniger dicht ist, ähnelt ihre Struktur der Oberfläche eines Neutronensterns, und deshalb glauben die Wissenschaftler, einen Beleg für ihre Theorie der Sternbeben gefunden zu haben.

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