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News: Zerplatzende Lichtblasen

An den Polkappen des Neutronensternes Centaurus X-3 blubbert es vor sich hin. Dort platzen pro Sekunde bis zu 2 000 Blasen (photon bubbles) voller Röntgenlicht und geben die eingefangene unsichtbare Strahlung frei.
Vor zehn Jahren wurden die seltsamen Lichtblasen vorhersagt, die sich im Plasma oberhalb von Neutronensternen bilden. Die Gruppe, die damals über die mit Röntgenlicht gefüllten Hohlräume spekulierten, fand nun den ersten Kandidaten für ihre Theorie: den 30 000 Lichtjahre entfernten Pulsar Centaurus X-3. Die Wissenschaftler J. Garrett Jernigan vom Space Science Laboratory sowie Richard I. Klein und Jonathan Arons von Astronomy Department der University of California in Berkeley stellten ihre Ergebniss am 14. April 1999 bei einem Treffen der High Energy Astrophysics Division der American Astronomical Society vor.

Centaurus X-3 ist ein Pulsar, der sich in weniger als fünf Sekunden einmal um selbst dreht und als Neutronenstern einen Durchmesser von nur zwanzig Kilometer besitzt. Neutronensterne sind extrem dichte Objekte, die entstehen, wenn ein massereicher Stern in einer Supernova explodiert: Während sich der Stern seiner Hülle entledigt, stürzt das Zentralgebiet nahezu im freien Fall in sich zusammen. Dabei wandeln sich Eletronen und Protonen in Neutronen um, woher das Objekt seinen Namen hat.

1997 richteten die Berkeley-Astronomen für 72 Stunden den Röntgen-Satelliten Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) auf den Neutronenstern Centaurus X-3. Mit RXTE, der Röntgenblitze im Mikrosekundenbereich auflösen kann, fanden die Forscher zwischen 100 und 2 000 Lichtsignale in der Sekunde – eine Häufigkeit, die das Team mit Hilfe von Supercomputern hervorgesagt hatte und mit der sich Centaurus X-3 an die Spitze der kollabierten Sterne stellt.

Lichtblasen entstehen, wenn ein Pulsar Teil eines Doppelsternsystems ist und Materie von seinem Begleiter ansaugt. Der Neutronenstern ist von einem sehr starken Magnetfeld umgeben, welches die Materie haupsächlich in die Polarregionen lenkt. Dort fällt sie mit Geschwindigkeiten von einem Drittel des Lichts ein. Die beteiligten Energien sind gewaltig und werden beim Aufprall in intensive Strahlung umgewandelt – eine gigantische Version der Polarlichter. Bei einem Neutronenstern entstehen jedoch Blasen. Denn Strahlung besitzt einen Druck. Bei Centaurus X-3 sorgt er für die Bildung von Hohlräumen, in denen sich Röntgenstrahlung sammelt – ein Schweizer Käse bei 100 Millionen Grad. Die Blasen steigen bis zu einigen Kilometern empor, um dann zu zerplatzen und dabei innerhalb einer tausendstel Sekunde ihre ganze Energie freizugeben.

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