Illustration des Neutronensterns 4U 1820–30 und seines weißen Zwergbegleiters, dem er Materie und Rotationsgeschwindigkeit stiehlt.
© Erstellt auf Bing Creator von Brice Haziza
Wenn ein sehr massereicher Stern – zwischen dem 8- und 40-fachen der Sonnenmasse – aus Mangel an thermonuklearem Brennstoff in sich selbst kollabiert, wird sein Kern zu einem Material aus Neutronen komprimiert und erreicht eine Dichte, die einfach unglaublich ist. Während der Rest bei der Supernova-Explosion weggeblasen wird, entsteht daraus ein sogenannter Neutronenstern, dessen Durchmesser nur etwa 25 bis 40 km beträgt. Okay, aber der verrückteste Teil kommt noch …
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Da der Stern vor dem Kollaps rotierte und sich sein Durchmesser um den Faktor eins bis zwei Millionen verringerte, erhöht sich seine Rotationsgeschwindigkeit entsprechend. Dies nennen Physiker Drehimpulserhaltung und werden im folgenden Video perfekt veranschaulicht:
Ein Neutronenstern rotiert daher sehr, sehr schnell. Die schnellsten werden Pulsare genannt, die ebenfalls sehr starke elektromagnetische Strahlung in Richtung ihrer Pole aussenden. Die schnellste bisher gemessene Rotationsgeschwindigkeit (oder Drehimpuls) betrug 707 Umdrehungen pro Sekunde, was auf dieser kosmischen Skala absolut schwindelerregend ist.
Künstlerische Darstellung eines Pulsars.
© Goddard Space Flight Center der NASA (konvertiert in GIF von ezgif.com)
Aber was hier vielleicht am erstaunlichsten ist, ist, dass es sich bei dem betreffenden Stern nicht um einen Pulsar handelt!
Dieser Neutronenstern stiehlt Materie von einem Weißen Zwerg und beschleunigt dadurch seine Rotation auf noch nie dagewesene Werte
Der poetisch benannte 4U 1820–30 gehört zu einem Doppelsternsystem und bildet ein Paar mit einem Weißen Zwerg mit einer Umlaufzeit von nur 11 Minuten. Es ist also das Paar aller Rekorde, und genau hier wird es wirklich interessant: Unser Neutronenstern stiehlt tatsächlich Materie von seinem weißen Zwergbegleiter und eignet sich dabei dessen Drehimpuls (oder Kinetik) an.
Ein „Vampir“-Neutronenstern…
Astronomen erkannten dies dank einer Röntgenemission bei 716 Hz, was stark darauf hindeutet, dass dies genau die Rotationsgeschwindigkeit des „Vampir“-Neutronensterns ist.
Röntgenblitz, der die 716-Hz-Schwingung zeigt.
© Gaurava K. Jaisawal et al (The Astrophysical Journal)
Nach einer kurzen Berechnung kommen wir auf eine Rotationsgeschwindigkeit von etwa 35.000 km/s oder 10 % der Lichtgeschwindigkeit (das „c“ von Einsteins legendärer Gleichung E=mc²). Und tatsächlich scheint es nicht möglich zu sein, viel schneller als diese 10 % der Lichtgeschwindigkeit zu fliegen, da die ultradichte Struktur des Sterns unter der Zentrifugalwirkung buchstäblich zerbrechen würde.
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