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HotSpots auf Neutronensternen
25. April 2005. Die heißen Stellen, die vom XMM-Newton Teleskop der ESA auf Neutronensternen ausgemacht wurden, haben nichts mit dem mobilen Internetzugang zu tun, der unter diesem Namen angeboten wird. Es handelt sich vielmehr wortwörtlich um „heiße Flecken“.


Röntgenbild des Neutronensterns Geminga (Quelle: ESA). Vergrößerung (94k) und eine Detailvergrößerung (379k) die zwei helle Schweife zeigt, verursacht von Teilchen, die durch die starken Magnetfelder Gemingas rausgeschleudert werden und dann dem Stern folgen, wenn dieser sich durch den Raum bewegt. Hier wird erklärt, wie die Messung der Temperaturunterschiede funktioniert (Englisch)

Die Entdeckungen stellen einen Durchbruch bei der Erforschung der thermalen Geographie von Neutronensternen dar, nebenbei ist es auch das erste mal, dass sehr kleine Gebiete auf Objekten beobachtet werden, die hunderte oder sogar tausende von Lichtjahren entfernt sind. Einige der Flecken sind nicht größer als ein Fußballfeld, andere erreichen immerhin die Ausmaße eines Golfplatzes.

Neutronensterne sind extrem verdichtete und schnell rotierende Sterne die hauptsächlich aus Neutronen bestehen. Zum Zeitpunkt ihrer Entstehung, als Ergebnis einer Supernova-Explosion, sind sie extrem heiß. Die Oberflächentemperatur kühlt sich danach innerhalb von etwa 100 000 Jahren langsam auf eine Million Grad ab.

Wissenschaftler vermuten jedoch die Existenz physikalischer Prozesse, die die elektromagnetische Energie dieser Sterne bündelt und an bestimmten Stellen zur Oberfläche zurück leitet. Solche Regionen, die „hot spots“, würden dann erhitzt werden und wesentlich heißer sein als die abkühlende Umgebung. Diese seltsame thermale Geographie wurde zwar vermutet, konnte aber nie direkt beobachtet werden.

Mit neuen Daten des Röntgenteleskops XMM-Newton hat eine Gruppe europäischer Astronomen rotierende heiße Flecken auf drei Neutronensternen, die als Röntgen- und Gammastrahlenquellen bekannt sind, beobachtet. Die drei Sterne sind ‘PSR B0656-14’, ‘PSR B1055-52’, und ‘Geminga’, jeweils 800, 2000 und 500 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Wie bei gewöhnlichen Sternen, wird auch bei Neutronensternen die Temperatur über die Farbe bestimmt, die ein guter Indikator für die vom Stern abgestrahlte Energie ist. Auf diese Weise konnten die Astronomen ein auf und ab der Emissionen beobachten, wenn die heißen Flecken mit der Rotation des Sterns verschwanden und wieder auftauchten.

Die Astronomen nehmen an, dass die Flecken mit den Polregionen der Sterne übereinstimmen. Dort leitet das Magnetfeld eines Sterns Teilchen zurück zur Oberfläche, ähnlich wie bei Aurorae oder Nordlichtern, die bei Planeten, die Magnetfelder besitzen, beobachtet werden können (Erde, Jupiter, Saturn).

„Das Ergebnis ist eine Premiere und ein Schlüssel zum Verständnis der Struktur der Neutronensterne. Es zeigt die große Bedeutung des Magnetfeldes für diese komplexen Sterne,“ sagte Patrizia Caraveo vom Instituto Nazionale die Astrofisica in Mailand.

Die Untersuchung ist jedoch noch nicht abgeschlossen und wirft bereits neue Fragen auf. Da die drei Neutronensterne Pole von vergleichbarer Größe haben müssten, warum sind dann die heißen Flecken so unterschiedlich groß? Auf der einen Seite 60 Meter, auf der anderen Seite etwa ein Kilometer? Welcher Mechanismus ist für die Unterschiede verantwortlich? Oder müssen möglicherweise einige Theorien über Magnetfelder von Neutronensterne angepasst werden.? Es wird nicht langweilig werden.        

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Quelle: ESA zur Startseite...



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