News: Stellarer Drehzahlbegrenzer
Theoretisch könnten sich die kleinstadtgroßen, aber extrem massereichen Neutronensterne in jeder Sekunde 3000-mal um ihre eigene Achse drehen. Doch bei 760 Umdrehungen pro Sekunde scheinen Gravitationswellen die Drehzahl zu begrenzen.
© M. Masetti, NASA/GSFC (Ausschnitt)
Es klingt unglaublich, aber wenn Sie am Ende dieses Satzes angelangt sind, hat sich der ferne Neutronenstern SAX J1808.4-3658 rund 2000-mal um seine eigene Achse gedreht. Der Überrest einer Supernova gehört zu den rasend schnellen Millisekunden-Pulsaren und ist nur wenig massereicher als unsere Sonne, dafür aber kaum größer als eine Kleinstadt. Ein stecknadelkopfgroßes Stück davon wöge hier auf der Erde soviel wie ein paar Supertanker.
Ursprünglich war ein solcher Stern rund 20-mal so groß wie die Sonne, doch als seine Brennstoffvorräte zuneige gingen, kollabierte der Kern unter der eigenen Last und sprengte die äußeren Hüllen ins All. Was blieb, war ein extrem massereicher Rest, der aufgrund seiner geringen Größe entsprechend schnell rotiert. Das Ganze ist einer Eiskunstläuferin nicht unähnlich, die sich schneller dreht, indem sie ihre Arme anwinkelt - obschon sie nie die 30 Umdrehungen pro Sekunde eines Neutronensterns erreicht.
Doch ist das lange nicht die Höchstgeschwindigkeit eines solchen Sternenrestes. Denn ist er Teil eines Doppelsystems, entzieht er seinem Partnerstern ständig Materie und wird dadurch derart beschleunigt, dass er eben zu einem solchen Millisekundenpulsar wird.
Gerade der Umstand, dass ständig Materie in den Neutronenstern stürzt, macht es den Astronomen leicht, die Rotationsgeschwindigkeit zu messen. Denn jedesmal, wenn eine größere Gasmenge auf seine Oberfläche trifft, sendet er für einige Sekunden lang einen Röntgenpuls aus, der infolge der Rotation auf der Erde wie ein Blinken erscheint.
Theoretisch könnten sich Neutronensterne in einer einzigen Sekunde bis zu 3000-mal um ihre eigene Achse drehen - bevor sie schließlich den Fliehkräften zum Opfer fallen und zerfetzen. Tatsächlich aber - das fanden Forscher um Deepto Chakrabarty vom Massachusetts Institute of Technology [1] und Rudy Wijnands von der University of St Andrews [2] jetzt heraus -, gibt es eine Geschwindigkeitsbegrenzung, die bei nur ungefähr 760 Umdrehungen pro Sekunde liegt - am Äquator dreht sich ein solcher Stern demnach "nur" mit rund 20 Prozent der Lichtgeschwindigkeit oder etwa 215 000 000 Kilometer pro Stunde.
Die Forscher haben diese Höchstgeschwindigkeit aus den Messungen von elf Pulsaren mit dem Chandra X-ray Observatory errechnet - und auch eine Erklärung dafür: die geheimnisvollen, weil bisher nie nachgewiesenen Gravitationswellen.
Diese Wellen ergeben sich aus Albert Einsteins Relativitätstheorie und müssten unter anderem auch von sich rasch rotierenden und nicht absolut sphärischen Neutronensternen ausgesandt werden. Und je schneller sich ein solcher Stern dreht, umso mehr deformieren ihn die Fliehkräfte. Die Folge: Der Stern verliert Energie, indem er Gravitationswellen aussendet, die somit als Drehzahlbegrenzer wirken.
Ursprünglich war ein solcher Stern rund 20-mal so groß wie die Sonne, doch als seine Brennstoffvorräte zuneige gingen, kollabierte der Kern unter der eigenen Last und sprengte die äußeren Hüllen ins All. Was blieb, war ein extrem massereicher Rest, der aufgrund seiner geringen Größe entsprechend schnell rotiert. Das Ganze ist einer Eiskunstläuferin nicht unähnlich, die sich schneller dreht, indem sie ihre Arme anwinkelt - obschon sie nie die 30 Umdrehungen pro Sekunde eines Neutronensterns erreicht.
Doch ist das lange nicht die Höchstgeschwindigkeit eines solchen Sternenrestes. Denn ist er Teil eines Doppelsystems, entzieht er seinem Partnerstern ständig Materie und wird dadurch derart beschleunigt, dass er eben zu einem solchen Millisekundenpulsar wird.
Gerade der Umstand, dass ständig Materie in den Neutronenstern stürzt, macht es den Astronomen leicht, die Rotationsgeschwindigkeit zu messen. Denn jedesmal, wenn eine größere Gasmenge auf seine Oberfläche trifft, sendet er für einige Sekunden lang einen Röntgenpuls aus, der infolge der Rotation auf der Erde wie ein Blinken erscheint.
Theoretisch könnten sich Neutronensterne in einer einzigen Sekunde bis zu 3000-mal um ihre eigene Achse drehen - bevor sie schließlich den Fliehkräften zum Opfer fallen und zerfetzen. Tatsächlich aber - das fanden Forscher um Deepto Chakrabarty vom Massachusetts Institute of Technology [1] und Rudy Wijnands von der University of St Andrews [2] jetzt heraus -, gibt es eine Geschwindigkeitsbegrenzung, die bei nur ungefähr 760 Umdrehungen pro Sekunde liegt - am Äquator dreht sich ein solcher Stern demnach "nur" mit rund 20 Prozent der Lichtgeschwindigkeit oder etwa 215 000 000 Kilometer pro Stunde.
Die Forscher haben diese Höchstgeschwindigkeit aus den Messungen von elf Pulsaren mit dem Chandra X-ray Observatory errechnet - und auch eine Erklärung dafür: die geheimnisvollen, weil bisher nie nachgewiesenen Gravitationswellen.
Diese Wellen ergeben sich aus Albert Einsteins Relativitätstheorie und müssten unter anderem auch von sich rasch rotierenden und nicht absolut sphärischen Neutronensternen ausgesandt werden. Und je schneller sich ein solcher Stern dreht, umso mehr deformieren ihn die Fliehkräfte. Die Folge: Der Stern verliert Energie, indem er Gravitationswellen aussendet, die somit als Drehzahlbegrenzer wirken.
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