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XMM– Newton sieht den „hot spot“ eines Neutronensterns

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Dank des europäischen XMM- Newton Röntgenstrahlenteleskops konnten Astronomen zum ersten Mal rotierende „hot spots“ auf der Oberfläche von drei Neutronensterne beobachten.

Die Ergebnisse liefern einen Durchbruch auf dem Gebiet der „thermal geography“ (thermischen Geografie) von Neutronensternen und liefern die ersten Messergebnisse von sehr kleinen Eigenschaften von Objekten tausende von Lichtjahren entfernt. Die beobachteten Flecken variieren in ihrer Größe zwischen ein Fußballplatz und einem Golfplatz.  

Bei Neutronensternen handelt es sich um extrem Dichte sich schnell drehende Objekte und bestehen, wie der Name schon sagt, vorwiegend aus Neutronen. Sie sind extrem heiß wenn sie durch eine Supernova Explosion „geboren“ werden und kühlen nur langsam mit der Zeit ab, nach 100.000 Jahren liegt ihre Temperatur bei etwas weniger als 1 Million Grad Celsius.   

Wie dem auch sei, Astrophysiker glauben, dass durch physikalische Mechanismen bei der die elektromagnetische Strahlung eines Neutronensterns ausgestrahlt wird, diese sich wieder auf bestimmte Regionen der Oberfläche konzentrieren könnte. Diese Regionen, oder „hot spots“, würden dadurch wieder erhitzt und erreichen so Temperaturen, die um ein Vielfaches höher liegen als die umgebenden Regionen. So eine seltsame thermische Geografie von Neutronensternen galt als wahrscheinlich, doch konnte sie bis jetzt nicht beobachtet werden.

Doch durch das weltraumbasierte XMM- Newton Teleskop gelang es europäischen Astronomen bei drei isolierten Neutronensternen diese Eigenschaft nachzuweisen. Die drei beobachteten Neutronensterne SR B0656-14, PSR B1055-52 und Geminga liegen zwischen 500 und 2000 Lichtjahre von uns entfernt.

Das Forscherteam denkt, das die hot spots wahrscheinlich mit den Polregionen der Neutronensterne verbunden sind, da hier das magnetische Feld wie ein Trichter wirkt und elektrisch geladene Teilchen zurück auf die Oberfläche stürzen, ähnlich wie auf der Erde auch die Nordlichter entstehen.

„Dieses Ergebnis ist einmalig und ein Schlüssel im Verständnis der inneren Struktur, der dominanten Rolle des Magnetfeldes inklusive seiner Magnetosphäre und der komplexen Phänomenologie von Neutronensternen“ sagt Patrizia Caraveo, vom Istituto Nazionale di Astrofisica (IASF) in Mailand.

Doch ein Geheiminis bleibt, denn falls die drei beobachteten Neutronensterne vergleichbare Polkappen haben, warum unterscheiden sich die hot spots dann so in ihrer Größe? Welcher Mechanismus ist für den Unterschied verantwortlich? Oder müssen die Vorhersagen über das Magnetfeld von Neutronensternen revidiert werden?

Wie so oft in der Wissenschaft löst eine gelöste Frage mehrere ungelöste Fragen aus, weshalb weitere Beobachtungen notwendig sind.

Quelle: ESA

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