Neutronensterne: Gammastrahlung entlarvt ungewöhnlichen Pulsar

In einem Kugelsternhaufen im Zentralbereich der Milchstraße haben Astronomen einen außergewöhnlichen Pulsar aufgespürt. Der schnell rotierende Neutronenstern ist nicht nur das bisher leuchtkräftigste Exemplar im Gammalicht, sondern besitzt auch das stärkste Magnetfeld und das geringste Alter, berichten Paulo Freire vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie und seine Kollegen. Diese Ergebnisse fordern derzeitige Theorien zur Entstehung solcher Objekte heraus.

Kugelsternhaufen NGC 6624 | Der Kugelsternhaufen NGC 6624 im Sternbild Schütze befindet sich mit einer Entfernung von rund 27 000 Lichtjahren im Zentralbereich der Milchstraße. Insgesamt sechs Pulsare haben Astronomen darin bisher identifiziert, der erste war J1823-3021A. Kugelsternhaufen sind sehr alte Ansammlungen von Hunderttausenden von Sternen, die durch ihre Schwerkraft aneinander gebunden sind.

Im Radiobereich hatten Astronomen bereits sechs Pulsare in dem rund 27 000 Lichtjahre von der Erde entfernten Sternhaufen namens NGC 6624 beobachtet. Nun konnten die Forscher um Freire mit dem Weltraumteleskop Fermi auch intensive Gammastrahlung aus der kompakten Ansammlung aus Hunderttausenden von Sternen nachweisen. Eine genaue Analyse der Daten offenbarte, dass die Strahlung vorrangig von einem einzigen Pulsar ausgeht.

J1823-3021A, so der Name des Objekts, besitzt eine typische Rotationsperiode von nur 5,44 Millisekunden, was 11 000 Umdrehungen pro Minute entspricht. Allerdings ändert sich diese Periode schneller als bei gewöhnlichen Millisekundenpulsaren, was darauf hindeutet, dass sein Magnetfeld viel stärker ist als theoretisch vorhergesagt und es sich um den jüngsten bisher gefundenen Millisekundenpulsar handelt. Freire und sein Team suchen bereits nach Ansätzen, um ihre Ergebnisse zu erklären. Möglicherweise gehöre J1823-3021A zu einer neuen Population solcher extremen Objekte.

Der Pulsar in NGC 6624 | Zu sehen ist hier ein Falschfarbenbild der Gammastrahlung in Richtung des Kugelsternhaufens NGC 6624, aufgenommen mit dem Large Area Telescope des Satelliten Fermi. Links ist der Pulsar J1823-3021A "eingeschaltet", rechts "aus". Auf Grund der großen Entfernung ließ sich keiner der anderen fünf in diesem Kugelsternhaufen gefundenen Pulsare im Gammalicht nachweisen.

"Wie auch immer diese anomalen Pulsare entstehen mögen, eines scheint dabei festzustehen", sagt Freire: "Zumindest in den Kugelsternhaufen bilden sie sich offenbar genauso häufig wie die vielen normalen Millisekundenpulsare, die wir schon kannten." Vielleicht existieren demnach viele solche extremen Pulsare in der Galaxis.

Neutronensterne messen nur rund 20 Kilometer, vereinen aber die eineinhalb- bis dreifache Sonnenmasse in sich. Sie stellen das Endstadium eines einst massereichen Sterns dar. Die Rotationsperioden dieser kompakten Objekte reichen von einigen Sekunden bis hin zu wenigen Millisekunden. Im Magnetfeld von Pulsaren beschleunigte, geladene Teilchen senden elektromagnetische Strahlung – darunter zum Beispiel auch Gammastrahlung – aus, die in Richtung der Magnetfeldachse gebündelt wird. (mp)