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Mittwoch, 18.10.2017
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Kosmisches Magnet-Rätsel gelöst

Neue Erkenntnisse über die Entstehung von Magnetaren

Sie wurden erst 1998 entdeckt und sind bis heute rätselhaft – die Magnetare. Sie sind Sterne mit einem Magnetfeld tausend Millionen Mal stärker als das der Erde. Wie jetzt australische Wissenschaftler mithilfe neuer Teleskopdaten herausfanden, entstehen die Magnetare, wenn einige der größten Sterne des Kosmos explodieren.
Magnetar

Magnetar

“Die Quelle dieser extrem starken Magnetobjekte im All war ein Rätsel seit das erste von ihnen 1998 entdeckt worden ist”, erklärt Bryan Gaensler vom Harvard-Smithsonian Zentrum für Astrophysik. „Jetzt glauben wir, ihren Ursprung gefunden zu haben.“ Die Magnetfelder von Magnetaren sind so stark, dass sie, wenn einer von ihnen auf halbem Weg zum Mond liegen würde, die Daten von jeder Kreditkarte auf der Erde löschen könnten. Astronomen vermuten, dass es sich bei diesen Ausnahmeerscheinungen um eine besondere Art von Neutronensternen handelt – stadtgroßen Kugeln aus Neutronen, die bei der Explosion eines Sterns in einer Supernova aus seinem Kern entstehen.

Nur rund zehn Magnetare kennt man bisher - weitaus weniger als eine andere Form des Neutronensterns, die Pulsare. Von diesen Himmelskörpern sind bereits rund 1.500 bekannt. Während die Pulsare jedoch nur Radiowellen aussenden, geben die Magnetare Pulse von hochenergetischen Röntgen- und Gammastrahlen ab. „Sowohl Pulsare als auch Magnetare häufen sich in denselben Regionen der Milchstraße, in Gebieten, in denen vor kurzem Sterne in Supernovae explodiert sind“, erklärt Gaensler. „Die Frage war aber: Wenn sie in ähnlichen Orten zu finden sind und auf ähnlichem Wege entstehen, warum sind sie dann so unterschiedlich?“

Masse des Ursprungssterns entscheidend?


Vorherige Forschungen hatten bereits angedeutet, dass die Masse des ursprünglichen Sterns der Schlüssel zur Antwort auf diese Frage sein könnte. „Früher haben Astronomen gedacht, dass superschwere Sterne bei ihrem Tod zu Schwarzen Löchern werden“, so der Forscher. „Doch in den letzten Jahren haben wir erkannt, dass einige dieser Sterne auch Pulsare bilden können, weil sie ein schnelles ‚Diät-Programm’ durchlaufen bevor sie als Supernova explodieren.“


Diese Sterne verlieren Masse, indem sie sie in einer Art starkem Sonnenwind ins All hinausschleudern. Um diese Hypothese zu testen, untersuchten Gaensler und sein Team einen rund 9.000 Lichtjahre von der Erde entfernten Magnetar namens 1E 1048.1-5937. Erkenntnisse über den Ausgangsstern gewannen die Forscher, indem sie das Wasserstoffgas um den Magnetar herum analysierten.

Die Daten zeigten ein erstaunliches Loch in der Gashülle des Magnetars. „Die Daten deuten auf eine Blase hin, die durch den Wind vom Ursprungsstern aus dem Gas herausgehöhlt worden ist“, erklärt Naomi McClure-Griffiths, Astronomin am australischen Teleskopzentrum der CSIRO. Die Eigenschaften des Lochs zeigen, dass der Vorgängerstern rund 30 bis 40 Mal massereicher gewesen sein muss als die Sonne.

Geschwindigkeit der Rotation als weiterer Faktor


Nach Ansicht der Forscher könnte auch die Drehgeschwindigkeit der ursprünglichen Neutronensterne Pulsare und Magnetare unterscheiden. Gaensler und sein Team vermuten, dass Magnetare aus Neutronensternen entstehen, die sich mit 500 bis 1.000 Umdrehungen pro Sekunde rotieren. Die schnelle Drehbewegung könnte wie ein Dynamo wirken und superstarke Magnetfelder generieren. „Normale“ Neutronensterne dagegen drehen sich nur 50 bis 100 Mal in der Sekunde – zu wenig, um einen solchen Dynamo anzuwerfen.

Wenn Magnetare tatsächlich aus superschweren Sternen entstehen, könnte es in Zukunft möglich sein, vorherzusagen wie hoch ihre Bildungsrate im Vergleich zu normalen Pulsaren ist. „Wir schätzen, dass die Bildungsrate von Magnetaren nur rund ein Zehntel der normaler Pulsare beträgt“, so Gaensler. „Mit den zehn Quellen, die wir bisher kennen, könnten wir dann vielleicht schon fast alle Magnetare entdeckt haben, die es dort draußen zu finden gibt.“
(CSIRO Australia, 03.02.2005 - NPO)
 
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