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Wissenschaft Astronomen bestätigen Theorie mit einer Zufallsentdeckung

Illustration des neuentdeckten Objekts
Eine künstlerische Interpretation, wie das neuentdeckte Objekt aussehen könnte
© ICRAR
Die Theorie sagt schon lange die Existenz von langsam rotierenden Objekten mit starkem Magnetfeld vorher, nun haben Astronomen eines davon zufällig entdeckt. Aber warum erst jetzt?

In einer Entfernung von etwa 4000 Lichtjahren sendet ein mysteriöses Objekt alle 18 Minuten einen starken Puls von Radiostrahlung in Richtung Erde. Ein Team australischer Astronomen stieß in den Archivdaten einer Radioteleskopanlage in West-Australien auf die seltsame Radioquelle. Doch um die Botschaft einer außerirdischer Intelligenz handelt es sich wohl nicht: Vermutlich sende ein extrem langsam rotierender Neutronenstern mit einem starken Magnetfeld die Radiopulse aus, so die Wissenschaftler im Fachblatt "Nature".

"Theoretiker sagen seit langem die Existenz solcher Objekte voraus", erläutert Natasha Hurley-Walker von der Curtin University in West-Australien. "Doch niemand hat erwartet, dass sich diese langsam rotierenden Magnetare direkt beobachten lassen. Wir sind davon ausgegangen, dass ihre Strahlung dazu viel zu schwach ist." Hurley-Walker und ihre Kollegen haben das Objekt mit der Katalogbezeichnung GLEAM-X J162759 zufällig in den Archivdaten des Murchison Widefield Array MWA, einer speziellen Anlage von Radioantennen in West-Australien, aufgespürt. Bei jedem Puls ist es für die Dauer einer halben bis einer Minute eines der hellsten Radioquellen am gesamten Himmel.

Neutronensterne senden elektromagnetische Strahlung aus

Neutronensterne sind die Überreste sehr massereicher Sterne. Wenn ein Stern mit mehr als der achtfachen Masse unserer Sonne seinen Vorrat an Kernbrennstoff verbraucht hat, dann explodiert er als Supernova. Doch eine solche Explosion zerreißt nicht den ganzen Stern: Nur die äußeren Schichten werden ins All abgestoßen, das Innere des Sterns kollabiert je nach Masse zu einem Neutronenstern oder zu einem Schwarzen Loch. Ein Neutronenstern enthält bei einem Durchmesser von 20 Kilometern etwa so viel Masse wie die Sonne. Ein Teelöffel Materie von einem Neutronenstern würde auf der Erde etwa eine Milliarde Tonnen wiegen.

Viele Neutronensterne rotieren mit hoher Geschwindigkeit und besitzen ein starkes Magnetfeld. Entlang der Nord-Süd-Achse des Magnetfelds sendet ein solcher Neutronenstern stark gebündelt elektromagnetische Strahlung aus, insbesondere Radiostrahlung. Da die Achse des Magnetfelds gegen die Rotationsachse gekippt ist, streicht dieser gebündelte Strahl ähnlich dem Kegel eines Leuchtturms durchs All. Trifft dieser Kegel bei seiner Rotation auf die Erde, so empfangen die Astronomen von dem Neutronenstern regelmäßig eintreffende Strahlungspulse.

Da die kollabierten, dichten Sternenüberreste sich sehr schnell drehen, liegt die Periode dieser Pulse im Bereich von Sekunden bis hinab zu Millisekunden. Durch die Aussendung der Strahlung verlieren die Neutronensterne jedoch Energie und ihre Rotation verlangsamt sich - daher sollte es, so die Theorie, auch langsam rotierende Pulsare geben. Wenn der Neutronenstern sich langsamer dreht, sollte aber auch die Strahlung schwächer werden, so die bisherige Überlegung der Astrophysiker.

Position der neuentdeckten Radioquelle in der Milchstraße
Das Stern-Icon beschreibt die Position der neuentdeckten Radioquelle in der Milchstraße
© Dr Natasha Hurley-Walker (ICRAR/Curtin)

Dieser Überlegung scheint die Entdeckung von GLEAM-X jetzt zu widersprechen. "Auf irgendeine Weise konvertiert dieser Neutronenstern seine magnetische Energie effektiver in Strahlung als wir es jemals gesehen haben", sagt Hurley-Walker. Dann aber, so die Forscherin weiter, sollte es noch viel mehr derartige Objekte geben. Warum hat man diese bislang nicht gesehen? Hurley-Walker und ihre Kollegen vermuten, dass bestimmte Methoden, die großen Datenmengen auszuwerten, die heute von Teleskopen geliefert werden, schuld sein könnten: Sie filtern solche langsamen Phänomene möglicherweise als Störungen heraus.

Deshalb will das Team jetzt die Archivdaten des MWA noch einmal durchforsten. "Das Archiv enthält Tausende von Beobachtungsstunden, in denen sich Hunderte von ähnlichen Objekten verbergen könnten", so die Wissenschaftler. Nur über die Entdeckung vieler weiterer Pulsare mit derart großen Perioden und deren Beobachtung mit Teleskopen auch in anderen Wellenbereichen könne man die physikalischen Natur dieser mysteriösen Objekte enträtseln.

Rainer Kayser, dpa

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