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Weißer Zwerg pulsiert wie ein Pulsar

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Neue Beobachtungen von dem Röntgensatelliten Suzaku, einem gemeinsam betriebenen Projekt der JAXA und NASA, haben das Verständnis der Wissenschaftler über Weiße Zwerge auf eine harte Probe gestellt.

Normalerweise handelt es sich bei Weißen Zwerge um inaktive Sternleichen, die langsam abkühlen und verdunkeln, doch die neuen Daten erzählen eine vollkommen andere Geschichte.

Der Weiße Zwerg AE Aquarii emittiert nämlich hochenergetische Röntgenstrahlen und wirbelt dabei extrem schnell um seine eigene Achse. „Wir sehen das Verhalten des Pulsars im Krebs Nebel bei einem Weißen Zwerg“ sagt Koji Mukai vom Goddard Space Flight Center der NASA. Der Krebs Nebel ist der Überrest eines massereichen Sterns, dessen Leben bei einer Supernova Explosion ausgehaucht wurde. „Dies ist das erste Mal, dass ein pulsarartiges Verhalten bei einem Weißen Zwerg beobachtet wurde.“

Weiße Zwerge und Pulsare zählen zwar beide zu der Klasse der kompakten Objekte, die im Sog des Todes eines Sterns geboren werden aber ihre Entstehungsbedingungen sind vollkommen unterschiedlich.

Ein Weißer Zwerg entspringt nämlich einem sonnenähnlichen Stern, wenn dieser seinen Kernbrennstoff aufgebraucht hat und seine äußere Hülle abgestreift hat, woraus ein fantastisch anzusehender planetarischer Nebel entsteht. Da der Strahlungsdruck der Gravitation im Kern des Sterns nicht mehr entgegen wirkt, wird dieser auf eine sphärische Form von der Größe der Erde gedrückt, aber mit der annährenden Masse der Sonne. Hat der Weiße Zwerg zu Beginn seines Lebens noch die Gluthitze seiner Geburt kühlt dieser langsam ab, da die internen nuklearen Fusionsprozesse vollständig zum erliegen gekommen sind. Theoretisch könnte so ein Schwarzer Zwerg entstehen, doch ist unser Universum noch nicht alt genug diesen hypothetischen Sterntyp zu beherbergen.

Ein Pulsar hingegen zählt zu den Neutronensternen, es handelt sich hierbei um den kollabierten Kern eines massereichen Sterns, der in einer Supernova explodiert ist. Während Weiße Zwerge schon zu den kompakten Objekten zählen, ist dies bei einem Neutronenstern noch sehr viel extremer, denn hier wird auf einem Durchmesser von nur 10 Kilometern die 1,3-fache Masse der Sonne gepresst. Es kommt dabei zu einer Entartung der Elektronen. Ein Pulsar ist dabei ein spezieller Typ von Neutronensternen der extrem schnell rotiert und leuchtturmartig Röntgenstrahlen aussendet.

Die Forscher von der Saitama University in Japan waren nicht darauf vorbereitet einen Weißen Zwerg zu finden, der einen Pulsar nachahmt. Eigentlich hatten die Astronomen nur gehofft herauszufinden, ob Weiße Zwerge geladene subatomare Partikel auf beinahe Lichtgeschwindigkeit beschleunigen können, da dies ein Teil der kosmischen Strahlen erklären würde, die auch gelegentlich die Erde treffen.

Zwar wurden schon ein paar Weiße Zwerge beobachtet die sich sehr schnell drehen und ein Magnetfeld besitzen, das Millionenfach stärker als das der Erde ist, doch AE Aquarii stellt alles bisher bekannte in den Schatten.

Der Weiße Zwerg ist Teil eines Doppelsternsystems mit einem normalen Begleitstern, von dem ein Materiestrom spiralartig zum Weißen Zwerg gelangt und dabei aufgeheizt wird, wodurch dieses glüht und auch ein paar schwache Röntgenstrahlen ausgesandt werden. Doch entdeckten die Forscher auch Pulse von energiereichen Röntgenstrahlen und durch eine Auswertung der Daten wurde enthüllt, dass der Weiße Zwerg eine Rotationsperiode von nur 33 Sekunden besitzt.

Die pulsierenden Röntgenstrahlen sind dabei sehr ähnlich denen die der Pulsar im Herzen des Krebs Nebel ausstrahlt und die Astronomen erklären sich dies dadurch das die extrem starken Magnetfelder geladene Partikel einfangen und dann mit fast Lichtgeschwindigkeit hinfort schleudern, so das auch große Mengen an Röntgenstrahlung entstehen.

„AE Aquarii scheint ein Weißer Zwerg mit dem Äquivalent eines Pulsars zu sein“ so Yukikatsu Terada. „Zwar sind Pulsare bekannte Quellen für kosmische Strahlen, doch es könnte auch sein das Weiße Zwerge ruhigere aber zahlreichere Partikelbeschleuniger sind, die für einen Teil der energiearmen kosmischen Strahlen verantwortlich sind.“

Quelle: NASA

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