Krebspulsar stellt astrophysikalische Theorien auf den Kopf

8. Oktober 2011, 18:00
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Überrest einer Supernova aus dem Jahr 1054 gibt Gammastrahlen ungeahnt hoher Energien ab

Hamburg- Eigentlich ist der Krebspulsar (PSR B0531+21) einer der am besten untersuchten rotierenden Neutronensterne - dass er trotzdem noch für Überraschungen gut ist, haben nun Untersuchungen eines internationalen Forscherteams gezeigt: Die Forscher haben bei dem Objekt im Krebsnebel Gammastrahlen ungeahnt hoher Energien festgestellt, die bisherige astrophysikalische Theorien über den Haufen werfen, wie das Deutsche Elektronen-Synchrotron Desy in Hamburg mitteilte.

Die Experten fanden Gammastrahlen des Krebspulsars mit Energien von mehr als 100 Milliarden Elektronenvolt. Zum Vergleich: Sichtbares Licht hat die Energie von etwa einem Elektronenvolt. Für die Messungen nutzten die Wissenschafter die Veritas-Teleskope am Lawrence-Whipple-Observatorium im US-Bundesstaat Arizona.

Der Krebspulsar ist der rund 25 Kilometer große kollabierte Kern eines massiven Sterns in rund 6.500 Lichtjahren Entfernung. Dieser und der ihn umgebende Krebsnebel sind die Überreste einer spektakulären Supernova, die im Jahr 1054 stattfand. Beide zählen zu den am besten untersuchten Himmelsobjekten.

Der Pulsar dreht sich 30 Mal pro Sekunde um die eigene Achse. "Mit ihm rotiert ein starkes magnetisches Feld, von dem hochenergetische Strahlung ausgeht", teilte das Forschungszentrum mit. Dieses Magnetfeld erzeugt starke elektromagnetische Kräfte, in denen geladene Teilchen bis fast auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Dabei erzeugen sie Strahlung über ein breites Spektrum. "Diese Strahlen drehen sich wie die Scheinwerfer eines Leuchtturms und werden deshalb auf der Erde als schnell pulsierend wahrgenommen."

"Immer noch kein kein funktionierendes Modell"

Die meisten astrophysikalischen Theorien gehen davon aus, dass sogenannte Krümmungsstrahlung für die gepulste Strahlung vom Krebspulsar verantwortlich ist. Sie entsteht, wenn hochenergetische, geladene Teilchen sich entlang gekrümmter Magnetfeldlinien bewegen. Die theoretischen Modelle sagen allerdings einen exponentiellen Abfall des Spektrums der Krümmungsstrahlung oberhalb etwa zehn Milliarden Elektronenvolt vorher. "Die Veritas-Beobachtungen von Strahlung mit mehr als zehnmal höherer Energie belegen jetzt, dass es trotz jahrelanger Beobachtungen des Krebspulsars noch kein funktionierendes Modell der Hochenergieemission gibt", hieß es.

Die Beobachtungen ermöglichen nach Darstellung der Forscher nun außerdem, Einsteins spezielle Relativitätstheorie zu testen. Diese besagt, dass die Lichtgeschwindigkeit eine universelle Konstante ist. (red/APA)

  • Der Krebspulsar im Röntgenlicht, aufgenommen vom NASA-Observatorium Chandra.
    foto: nasa/cxc/sao/f.seward et al.

    Der Krebspulsar im Röntgenlicht, aufgenommen vom NASA-Observatorium Chandra.

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