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News: Schwache Signale einer Sternenleiche

Mit dem europäischen Röntgensatelliten XMM-Newton gelang es einem Team um Sandro Mereghetti am Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica in Mailand, die Rotationsperiode eines "Soft Gamma-Ray Repeaters" (SGR) zu messen. Dabei handelt es sich um einen Neutronenstern mit etwa der zweifachen Masse der Sonne, der immer wieder für einige Tage oder Wochen kurze Blitze weicher Gammastrahlung aussendet und dann für mehrere Jahre verstummt.
Der Magnetar SGR 1627-41 im Sternbild Winkelmaß | Der Magnetar SGR 1627-41 wurde mit dem europäischen Satelliten XMM-Newton im Röntgenlicht aufgenommen. Er ist umgeben von einer heißen Gaswolke. Wahrscheinlich ist dies der Überrest der Supernova, bei der auch der Magnetar, ein Neutronenstern mit starkem Magnetfeld, entstand.


Derzeit sind fünf dieser Objekte bekannt, davon befinden sich vier in unserem Milchstraßensystem und eines in der Großen Magellanschen Wolke. SGRs unterscheiden sich von anderen Neutronensternen dadurch, dass sie ein etwa tausendmal so starkes Magnetfeld besitzen. Daher werden sie von manchen Astronomen auch als Magnetare bezeichnet.

Ein Neutronenstern entsteht während einer Supernova-Explosion, wenn die Kernzone eines ausgebrannten, massereichen Sterns innerhalb von Sekundenbruchteilen kollabiert. Dabei gehen enorme Stoßwellen vom Zentrum aus, welche die darüber liegenden Schichten des Sterns in einer gewaltigen Explosion zerreißen. Für wenige Tage bis Wochen kann eine Supernova heller leuchten als alle anderen Sterne in einer großen Galaxie zusammen.

Das Forscherteam beobachtete das rund 36 000 Lichtjahre von uns entfernte Objekt SGR 1627-41 im südlichen Sternbild Winkelmaß (lateinisch: Norma). SGR 1627-41 war bereits im Jahr 1998 mit dem US-Röntgensatelliten Compton entdeckt worden, aber die Ausbrüche brachen ab, bevor mit empfindlicheren Röntgenteleskopen die Rotationsperiode bestimmt werden konnte.

Im Sommer 2008 begann SGR 1627-41 erneut, Blitze weicher Gammastrahlung auszusenden. Allerdings konnte der Röntgensatellit XMM-Newton zu dieser Zeit nicht zu jener Himmelsregion ausgerichtet werden, da die Sonne im Weg war. Die Forscher mussten deshalb rund vier Monate warten, bis durch die Umlaufbewegung der Erde um unser Tagesgestirn die betreffende Himmelsregion mit XMM-Newton gut erreichbar war.
Der Röntgensatellit XMM-Newton | Der Röntgensatellit XMM-Newton der Europäischen Raumfahrtbehörde ESA umkreist seit 1999 die Erde (Computergrafik).


Allerdings sank die Intensität der Gammastrahlenblitze in diesem Zeitraum schon wieder stark ab. Dennoch konnte das Team um Sandro Mereghetti mit dem Instrument EPIC an Bord von XMM-Newton das Objekt noch beobachten und seine Rotationsrate bestimmen: Der Neutronenstern rotiert alle 2,6 Sekunden um seine Achse. Damit weist SGR 1627-41 die zweitkürzeste Rotationsrate aller Magnetare auf.

Nach wie vor ist den Astrophysikern unklar, warum Magnetare solch starke Magnetfelder besitzen. Möglich ist, dass diese Neutronensterne anfänglich rasend schnell rotieren, und sich alle zwei bis drei Millisekunden einmal um ihre Achse drehen. "Normale" Neutronensterne rotieren kurz nach der Supernova-Explosion mindestens zehnmal langsamer. Die schnelle Rotation eines Magnetars verbunden mit besonderen Konvektionsströmungen im Inneren ermöglicht einen extrem starken Dynamo-Effekt, wodurch sich ein enormes Magnetfeld aufbaut.

Mit einer Rotationsrate von nur noch 2,6 Sekunden hat SGR 1627-41 offenbar schon viel Rotationsenergie verloren und über das Magnetfeld abgegeben. Die Forscher hoffen, wenn der Magnetar erneut Gammastrahlenblitze aussendet um erneut die Rotationsperiode bestimmen zu können. Aus der dann eventuell messbaren Veränderung ließe sich bestimmen, mit welcher Rate SGR 1627-41 seine Rotationsenergie verliert.

Tilmann Althaus

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