Pulsar und der Krebsnebel

Es ist 52 Jahre her, dass Jocelyn Bell, eine Doktorandin an der Universität Cambridge in England, ein besonderes Muster in Daten eines Radioteleskops gefunden hat. Im Gegensatz zu anderen Funksignalen von Himmelskörpern zeigten diese eine Reihe regelmäßiger Impulse. Im November 1967 brachte Bell ihre Erkenntnisse zu ihrem Teamleiter Anthony Hewish. Zusammen fanden sie drei weitere Objekte am Himmel, die mit unterschiedlichen Perioden pulsierten. Sie nannten die Objekte Pulsare, was für pulsierende Sterne steht. Ein Jahr später entdeckten sie einen Pulsar im Krebsnebel.

Pulsar und der Krebsnebel

Der Krebsnebel ist der Überrest eines Sterns, dessen Explosion im Jahr 1054 n. Chr. beobachtet wurde. Er befindet sich 6000 Lichtjahre entfernt im Sternbild Stier. Er ist eine starke Quelle für Wellenlängen von Radiowellen bis zu Gammawellen. Das Zentrum des Krebsnebels enthält einen schnell rotierenden Neutronenstern oder Pulsar. Woher wussten Wissenschaftler, dass der Pulsar ein Neutronenstern ist?

Die Astronomen errechneten, dass die Impulse nur 0,001 Sekunden dauerten. Infolgedessen war die Größe des Objekts, das den Impuls erzeugt, begrenzt. Sie stellten fest, dass sich das Objekt, das den Puls erzeugt, nicht über 300 km im Durchmesser erstrecken konnte. Infolgedessen würde nur ein Neutronenstern die Anforderung eines Pulsars erfüllen. Mit diesem Wissen machten sich die Wissenschaftler auf die Suche nach einem Neutronenstern. 1968 fanden sie einen Pulsar im Herzen des Krebsnebels.

Was ist ein Neutronenstern?

Laut NASA wird ein Neutronenstern durch die extremen Bedingungen einer Supernova gebildet. Wenn ein massereicher Stern explodiert, schickt er den größten Teil des Sterns ins All. Der Kern des Sterns ist jedoch komprimiert. Dieser komprimierte Kern dreht sich sehr schnell etwa 30 Mal pro Sekunde. Durch den Zusammenbruch und die schnelle Rotation des Neutronensterns wird er stark magnetisiert. Ein magnetisierter, schnell rotierender Neutronenstern wie der Krabbenpulsar kann elektrische Spannungen von 10 Billiarden Volt erzeugen. (NASA 2019)

NASA, ESA, G. Dubner (IAFE, CONICET-University of Buenos Aires) et al.; A. Loll et al.; T. Temim et al.; F. Seward et al.; VLA/NRAO/AUI/NSF; Chandra/CXC; Spitzer/JPL-Caltech; XMM-Newton/ESA; and Hubble/STScI, Public domain, via Wikimedia Commons

Evolution eines Pulsars

Als sich der Krebspulsar zum ersten Mal bildete, drehte er sich schnell, vielleicht hundertmal pro Sekunde. Infolgedessen stammte die Energie, die der Pulsar in den Raum ausstrahlte, aus seiner Rotationsenergie. Er strahlte Strahlen nach außen, und seine Rotation verlangsamte sich.

Astronomen glauben, dass der Krebspulsar so stark ist, dass er Photonen im gesamten elektromagnetischen Spektrum aussendet.

„Photonen – ein Teilchen, das elektromagnetische Strahlung darstellt.“

Die vom Krebspulsar kommenden Photonen umfassen Wellenlängen für Radio-, Infrarot-, sichtbare, Röntgen- und Gammastrahlen. Sorgfältige Messungen der Helligkeit mit Hochgeschwindigkeitsinstrumenten zeigen, dass er bei jeder Umdrehung zweimal blinkt. Während ein Strahl fast direkt über die Erde gesendet wird, erfassen die Astronomen einen starken Puls. Eine halbe Umdrehung später schwenkt der Rand des anderen Strahls über die Erde. Dieser Strahl hat einen schwächeren Puls.

NASA Pulsar im Krebsnebel 

Die NASA verfolgt den Krebspulsar seit vielen Jahren. Ein Bild, das vom Chandra Röntgenobservatorium der NASA aufgenommen wurde, liefert wichtige Hinweise auf die Funktionsweise des Pulsars. Ein Ergebnis zeigt, dass er Energie mit einer Rate von 100.000 Sonnen produziert.

Vor kurzem entdeckten Astronomen, dass die Umdrehung des Pulsar nicht konsistent ist. Sie glauben, dass sich der innere Teil des Kerns nach außen bewegt, wodurch sich der Stern schneller dreht. Wodurch wird das verursacht? Die Astronomen sind sich nicht sicher, beschäftigen sich aber mit diesem Phänomen. Wir werden warten müssen, um mehr über diese erstaunlichen rotierenden Sterne zu erfahren.