Künstlerische Konzeption der Gammastrahlenfackel von SGR 1806-20. Bildnachweis: NASA.Klicken Sie zum Vergrößern
Eine gigantische Explosion auf einem Neutronenstern auf halber Strecke der Milchstraße, die größte Explosion, die jemals im Universum aufgezeichnet wurde, sollte es Astronomen erstmals ermöglichen, das Innere dieser mysteriösen Sternobjekte zu untersuchen.
Ein internationales Team von Astrophysikern, das Daten von einem NASA-Röntgensatelliten, dem Rossi X-ray Timing Explorer, durchkämmt, berichtet in der Ausgabe des Astrophysical Journal Letters vom 20. Juli, dass die Explosion Vibrationen im Stern erzeugt hat, wie eine klingelnde Glocke erzeugte schnelle Schwankungen in der Röntgenstrahlung, die sie in den Weltraum emittierte. Diese Röntgenimpulse, die der sich schnell drehende Stern während jeder Umdrehung von sieben Sekunden aussendet, enthielten die Frequenzschwingungen der massiven Beben des Neutronensterns.
So wie Geologen das Erdinnere anhand von Erdbebenwellen untersuchen und Sonnenastronomen die Sonne mit Stoßwellen untersuchen, die sich durch die Sonne bewegen, sollten die bei dieser Explosion entdeckten Röntgenschwankungen wichtige Informationen über die innere Struktur von Neutronensternen liefern.
"Diese Explosion war vergleichbar damit, den Neutronenstern mit einem riesigen Hammer zu treffen und ihn wie eine Glocke läuten zu lassen." sagte Richard Rothschild, Astrophysiker am Center for Astrophysics and Space Sciences der University of California und einer der Autoren des Journalberichts. Nun stellt sich die Frage: Was bedeutet die Frequenz der Schwingungen des Neutronensterns, den von der Klingel erzeugten Ton?
Bedeutet das, dass Neutronensterne nur ein Bündel von Neutronen sind, die zusammengepackt sind? Oder haben Neutronensterne exotische Teilchen wie Quarks in ihren Zentren, wie viele Wissenschaftler glauben? Und wie schwebt die Kruste eines Neutronensterns auf seinem superfluiden Kern? Dies ist eine seltene Gelegenheit für Astrophysiker, das Innere eines Neutronensterns zu untersuchen, da wir endlich einige Daten haben, an denen Theoretiker kauen können. Hoffentlich können sie uns sagen, was das alles bedeutet.
Die größten Sternbeben durchbohrten den Neutronenstern mit einer unglaublichen Geschwindigkeit und vibrierten den Stern mit 94,5 Zyklen pro Sekunde. ? Dies ist in der Nähe der Frequenz der 22. Taste eines Klaviers, Fis? sagte Tomaso Belloni, ein italienisches Mitglied des Teams, das die Signale gemessen hat.
Das internationale Team unter der Leitung von GianLuca Israel, Luigi Stella und Belloni vom italienischen Nationalen Institut für Astrophysik entdeckte die Schwankungen aus Daten, die zwei Tage nach Weihnachten vom Rossi X-Ray Timing Explorer, einem Satelliten zur Untersuchung des schwankenden X, abgerufen wurden -strahlemissionen aus Sternquellen. Die eigentümlichen Schwingungen, die die Forscher fanden, begannen drei Minuten nach einer Titanexplosion auf einem Neutronenstern, der nur eine Zehntelsekunde lang mehr Energie freisetzte, als die Sonne in 150.000 Jahren emittiert. Die Schwingungen ließen dann nach etwa 10 Minuten allmählich nach.
Neutronensterne sind die dichten, sich schnell drehenden Materiekerne, die aus dem Zusammenbruch eines Sterns resultieren, der seinen gesamten Kernbrennstoff aufgebraucht hat und in einem katastrophalen Ereignis explodiert, das als Supernova bekannt ist. Der Zusammenbruch ist so erdrückend, dass Elektronen in den Atomkern gezwungen werden und sich mit Protonen zu Neutronen verbinden. Die resultierende Neutronensphäre ist so dicht - sie packt die Masse der Sonne in eine Kugel mit nur 10 Meilen Durchmesser -, dass ein Löffel ihrer Materie Milliarden Tonnen auf der Erde wiegen würde.
Die meisten Millionen Neutronensterne in unserer Milchstraße erzeugen Magnetfelder, die eine Billion Mal stärker sind als die der Erde. Aber Astrophysiker haben weniger als ein Dutzend ultrahohe magnetische Neutronensterne entdeckt, die "Magnetare" genannt werden. mit tausendmal größeren Magnetfeldern, die stark genug sind, um Informationen von einer Kreditkarte in einiger Entfernung zum Mond zu entfernen.
Diese intensiven Magnetfelder sind stark genug, dass sie manchmal die Kruste von Neutronensternen knicken und "Sternbeben" verursachen. Dies führt zur Freisetzung von Gammastrahlen, einer energetischeren Form von Strahlung als Röntgenstrahlen. Vier dieser Magnetare sind dafür bekannt und werden als "weiche Gamma-Repeater" bezeichnet. oder SGRS, von Astrophysikern, weil sie zufällig aufflammen und eine Reihe von kurzen Gammastrahlen auslösen.
SGR 1806-20, die formale Bezeichnung des Neutronensterns, der am 27. Dezember 2004 explodierte und Röntgenstrahlen durch die Galaxie strömte und einen Blitz erzeugte, der heller war als alles, was jemals außerhalb des Sonnensystems entdeckt wurde, ist eine davon. Der Blitz war so hell, dass er für einen Moment alle Röntgensatelliten im Weltraum blendete und die obere Erdatmosphäre beleuchtete.
Astrophysiker vermuten, dass der Ausbruch von Gamma- und Röntgenstrahlung durch diese ungewöhnlich große Explosion von einem stark verdrehten Magnetfeld um den Neutronenstern herrühren könnte, das plötzlich einbrach und ein Titanbeben auf dem Neutronenstern verursachte.
"Das Szenario war wahrscheinlich analog zu einem verdrehten Gummiband, das schließlich brach und dabei eine enorme Menge an Energie freisetzte." sagte Rothschild. "Mit dieser Energiefreisetzung konnte sich das den Magnetar umgebende Magnetfeld vermutlich zu einer stabileren Konfiguration entspannen."
Der Energieblitz vom 27. Dezember wurde von mehreren anderen NASA- und europäischen Satelliten erfasst und von Radioteleskopen auf der ganzen Welt aufgezeichnet. Es war bereits Gegenstand zahlreicher wissenschaftlicher Arbeiten, die in den letzten Monaten veröffentlicht wurden.
"Das plötzliche und überraschende Auftreten dieser riesigen Fackel, die uns helfen wird, mehr über die Natur von Magnetaren und die innere Zusammensetzung von Neutronensternen zu erfahren." sagte Rothschild, "unterstreicht die Bedeutung von Satelliten und Teleskopen mit der Fähigkeit, ungewöhnliche und unvorhersehbare Phänomene im Universum aufzuzeichnen."
Weitere Mitglieder des internationalen Teams waren Pier Giorgio Casella, Simone Dall? Osso und Massimo Persic vom italienischen Nationalen Institut für Astrophysik; Yoel Rephaeli von UCSD und der Universität von Tel Aviv; Duane Gruber, ehemals UCSD und jetzt bei der Eureka Scientific Corporation in Oakland, Kalifornien; und Nanda Rea vom Nationalen Institut für Weltraumforschung in den Niederlanden.
Originalquelle: UCSD-Pressemitteilung
Hier ist ein Link zu den größten Sternen im Universum.
