Ein Neutronenstern im Innern der Überreste einer Supernova im Sternbild Casiopeia A | Copyright: NASA/CXC/Southampton/W.Ho et al.(Röntgenaufn.); NASA/CXC/M.Weiss (Illu.)Southampton/ England - Astronomen haben einen kaum zehn Zentimeter dünnen Kohlenstoffschleier um einen Neutronenstern, das Überbleibsel einer Supernova, im Sternbild Cassiopeia A entdeckt. Die Entdeckung ermöglicht es den Astronomen nun ein zehn Jahre altes astronomisches Rätsel um dieses Objekt zu lüften.
Der kompakte Stern im Zentrum dieser berühmten Supernova-Reste war seit seiner Entdeckung ein Mysterium. "Erst jetzt verstehen wir endlich, dass sie von einem Neutronenstern mit einer Kohenstoff-Atmosphäre erzeugt werden", erläutert Wynn Ho von der University of Southampton der zugleich gemeinsam mit seinem kanadischen Kollegen Craig Heinke von der University of Alberta federführende Autor eines Artikel über die Entdeckung im Fachmagazin "Nature" ist.
Durch die Auswertung von Rötgenaufnahmen des Objekts mit dem Röntgenteleskop Chandra ist den Wissenschaftlern mit diesem Nachweis zugleich zum ersten Mal gelungen, die Zusammensetzung der Atmosphäre eines isolierten Neutronensterns erfolgreich zu bestimmen.
1999 offenbarten die ersten Chandra-Aufnahmen eine bis dahin unentdeckte Punktquelle von Röntgenstrahlung im Zentrum von Casiopeia A und die Forscher nahmen an, dass es sich um einen Neutronenstern handeln könnte. Nachweisen ließ sich diese Vermutung bislang jedoch nicht, da das Objekt keine für Neutronensterne eigentlich typischen pulsierende Röntgen- oder Radiostrahlung von sich gab und auch keine anderen Anzeichen erkennen ließ, dass es sich um einen sogenannten Pulsar handeln könnte.
Als die Wissenschaftler nun jedoch die Modelleigenschaften eines Neutronensterns mit Kohlenstoffatmosphäre auf das Objekt anwandten, zeigte sich, dass die Region doch Röntgenstrahlen, jedoch in stetig gleich bleibender Abstrahlung, von sich gab. Dies würde dann auch das Fehlen der Pulse erklären, da dieser Neutronenstern - ähnlich wie eine Glühbirne - konstant abstrahlen und keine rotierenden Pulse und Intensitätsschwankungen aufzeigen würde.
Der Kohlenstoff in der Atmosphäre des Neutronenesterns stammt laut Ho und Heinke aus einer Kombination jener Materie, wie sie nach der Supernova auf die Oberfläche des verbleibenden Neutronensterns zurückgefallen ist und nuklearen Reaktionen, bei welchen Helium und Wasserstoff zu Kohlenstoff fusionierten.
Neutronensterne haben einen Durchmesser von durchschnittlich nur 20 Kilometern. Ihre Atmosphäre ist nur wenige Zentimeter dick, da sie von den gewaltigen Gravitationskräften des Sterns, die dem 100-Milliardenfache der Erdanziehungskraft entsprechen, komprimiert wird.
Nach irdischen Maßstäben beträgt das Alter des Neutronensterns in Casiopeia A nur einige hundert Jahre, wodurch er rund zehnmal jünger ist, als alle bislang entdeckten Neutronensterne mit Oberflächenabstrahlung und somit den Forschern neue Einblicke in die frühe Phase eines sich abkühlenden Neutronensterns ermöglicht.
Das Röntgenspektrum und das Fehlen pulsarer Aktivität deuten auf ein relativ schwaches Magnetfeld auf der Oberfläche des Neutronensterns hin. Ähnlich wie andere Neutronensterne mit vergleichbar schwachen Magnetfeldern, so ist es auch im aktuellen Fall unklar, ob dieser Zustand weiterhin andauern wird oder ob der Neutronenstern zu einem Radiopulsar wird, wenn Prozesse in seinem Innern zur Ausbildung eines stärkeren Magnetfeldes führen.
Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / chandra.harvard.edu
