Astronomen haben einen sich schnell drehenden Pulsar mit einem starken Magnetfeld entdeckt, der als Magnetar bezeichnet wird und einige brandneue Tricks demonstriert. Die Entdecker glauben, dass sich das Magnetfeld um den Stern dreht und riesige elektrische Ströme fließen - diese Ströme erzeugen die Funkimpulse.
Astronomen, die Radioteleskope aus der ganzen Welt verwenden, haben einen sich drehenden Neutronenstern mit einem übermächtigen Magnetfeld entdeckt, der als Magnetar bezeichnet wird und Dinge tut, die bisher noch kein Magnetar gesehen hat. Das seltsame Verhalten hat sie gezwungen, frühere Theorien über Funkpulsare zu verwerfen, und verspricht, neue Einblicke in die Physik hinter diesen extremen Objekten zu geben.
Der Magnetar, ungefähr 10.000 Lichtjahre von der Erde entfernt in Richtung des Sternbilds Schütze, sendet ebenso wie Funkpulsare, die Neutronensterne mit weitaus weniger intensiven Magnetfeldern sind, starke, regelmäßig zeitgesteuerte Impulse von Radiowellen aus. Normalerweise sind Magnetare nur in Röntgenstrahlen sichtbar und manchmal in optischem und infrarotem Licht sehr schwach.
„Niemand hat jemals zuvor Funkimpulse von einem Magnetar gefunden. Wir dachten, dass Magnetare dies nicht tun “, sagte Fernando Camilo von der Columbia University. "Dieses Objekt wird uns neue Dinge über die Magnetphysik beibringen, die wir sonst nie gelernt hätten", fügte Camilo hinzu.
Neutronensterne sind die Überreste massereicher Sterne, die als Supernovae explodiert sind. Sie enthalten mehr Masse als die Sonne und sind auf einen Durchmesser von nur 15 Meilen komprimiert, wodurch sie so dicht wie Atomkerne sind. Gewöhnliche Pulsare sind Neutronensterne, die „Leuchtturmstrahlen“ von Radiowellen entlang der Pole ihrer Magnetfelder aussenden. Während sich der Stern dreht, wird der Strahl von Radiowellen herumgeschleudert, und wenn er die Richtung der Erde passiert, können Astronomen ihn mit Radioteleskopen erfassen.
Wissenschaftler haben seit ihrer ersten Entdeckung im Jahr 1967 etwa 1700 Pulsare gefunden. Während Pulsare starke Magnetfelder aufweisen, wurden etwa ein Dutzend Neutronensterne als Magnetare bezeichnet, da ihre Magnetfelder 100-1000-mal stärker sind als die typischer Pulsare. Es ist der Zerfall dieser unglaublich starken Felder, der ihre seltsame Röntgenemission antreibt.
"Das Magnetfeld eines Magnetars würde einen Flugzeugträger schneller herumwirbeln lassen und nach Norden zeigen, als sich eine Kompassnadel auf der Erde bewegt", sagte David Helfand von der Columbia University. Das Feld eines Magnetars ist 1.000 Billionen Mal stärker als das der Erde, betonte Helfand.
Das neue Objekt mit dem Namen XTE J1810-197 wurde erstmals vom Rossi X-ray Timing Explorer der NASA entdeckt, als es 2003 einen starken Röntgenstrahl ausstrahlte. Während die Röntgenstrahlen 2004 verblassten, wurden Jules Halpern von der Columbia University und Mitarbeiter identifizierten den Magnetar mithilfe des Very Large Array (VLA) -Radioteleskops der National Science Foundation (NSF) in New Mexico als Radiowellenemitter. Jede Funkemission ist für einen Magnetar höchst ungewöhnlich.
Da Magnetare nicht regelmäßig Radiowellen aussenden, vermuteten die Wissenschaftler, dass die Radioemission durch eine Partikelwolke verursacht wurde, die zum Zeitpunkt des Röntgenausbruchs vom Neutronenstern geworfen wurde. Eine Idee, die sie bald erkennen würden, war falsch.
Mit dem Wissen, dass der Magnetar irgendeine Form von Radiowellen aussendete, beobachteten Camilo und seine Kollegen dies im März mit dem Parkes-Radioteleskop in Australien und entdeckten sofort alle 5,5 Sekunden erstaunlich starke Funkpulsationen, die der zuvor bestimmten Rotationsrate des Neutronensterns entsprachen .
Als sie XTE J1810-197 weiter beobachteten, erhielten die Wissenschaftler weitere Überraschungen. Während die meisten Pulsare bei höheren Funkfrequenzen schwächer werden, ist dies bei XTE J1810-197 nicht der Fall. Bei Frequenzen bis zu 140 GHz bleibt dies ein starker Emitter. Dies ist die höchste Frequenz, die jemals von einem Funkpulsar erfasst wurde. Im Gegensatz zu normalen Pulsaren schwankt die Funkemission des Objekts von Tag zu Tag in der Stärke, und auch die Form der Pulsationen ändert sich. Diese Variationen deuten wahrscheinlich darauf hin, dass sich auch die Magnetfelder um den Pulsar ändern.
Was verursacht dieses Verhalten? Derzeit glauben die Wissenschaftler, dass sich das intensive Magnetfeld des Magnetars verdreht und Änderungen an den Stellen verursacht, an denen große elektrische Ströme entlang der Magnetfeldlinien fließen. Diese Ströme erzeugen wahrscheinlich die Funkpulsationen.
"Um dieses Rätsel zu lösen, werden wir dieses verrückte Objekt weiterhin mit so vielen Teleskopen wie möglich und so oft wie möglich überwachen. Wenn wir all diese Veränderungen mit der Zeit sehen, können wir hoffentlich besser verstehen, was in dieser extremen Umgebung wirklich vor sich geht “, sagte Teammitglied Scott Ransom vom National Radio Astronomy Observatory.
Da sie erwarten, dass XTE J1810-197 bei allen Wellenlängen, einschließlich des Radios, verblasst, haben die Wissenschaftler dies auch mit dem Robert C. Byrd Green Bank-Teleskop und dem Very Long Baseline Array (VLBA) der NSF, Parkes und dem Australia Telescope Compact Array beobachtet in Australien das IRAM-Teleskop in Spanien und das Nancay-Observatorium in Frankreich. John Reynolds und John Sakissian vom Parkes Observatory, Neil Zimmerman von der Columbia University sowie Juan Penalver und Aris Karastergiou vom IRAM sind ebenfalls Mitglieder des Forschungsteams. Die ersten Ergebnisse berichteten die Wissenschaftler in der Ausgabe der Fachzeitschrift Nature vom 24. August.
Das National Radio Astronomy Observatory ist eine Einrichtung der National Science Foundation, die im Rahmen einer Kooperationsvereinbarung von Associated Universities, Inc. betrieben wird.
Originalquelle: NRAO-Pressemitteilung
