Pulsar

Crab Pulsar.jpg (M 1). Es zeigt Nebelgase in der Umgebung, die durch das Magnetfeld des rotierenden Pulsars mitgenommen, und damit "umgerührt" und zur Strahlung angeregt werden. Foto: NASA]]

Ein Pulsar ist ein Neutronenstern, der in sehr regelmäßiger Abfolge Impulse elektromagnetischer Wellen abstrahlt.

Entdeckung

Aufgrund der enormen Regelmäßigkeit der abgestrahlten Wellen vermuteten Jocelyn Bell, die Entdeckerin des ersten Pulsars, und ihr Doktorvater Dr. Antony Hewish zunächst, dass es sich bei der Signalquelle eventuell um intelligente Lebewesen handeln könne. Daher bekam der erste Pulsar die Bezeichnung LGM1 für "Little Green Man 1 (Kleiner Grüner Mensch 1)".

Antony Hewish wurde 1974 für die Entdeckung der Pulsare mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Die Regelmäßigkeit der Pulse liegt auch einem Resultat zugrunde, das die allgemeine Relativitätstheorie bestätigt. Russell Hulse und Joseph H. Taylor Jr. entdeckten ein System aus zwei einander in weniger als 8 Stunden umkreisenden Pulsaren. Ihre Bahnperiode verkürzt sich ständig, in einer Weise, die nur durch die Abstrahlung von Gravitationswellen erklärt werden kann. Hulse und Taylor wurden dafür 1993 ebenfalls mit dem Nobelpreis für Physik ausgezeichnet. Derzeit sind ungefähr 1700 Pulsare bekannt, darunter auch ein Doppelpulsarsystem (Stand: Mai 2006).

Entstehung eines Pulsars

Nach einer Supernova eines massereichen Sternes bleibt in einem heißen, ionisierten Gasnebel ein Neutronenstern zurück. Der Neutronenstern besteht aus einem Teil der Materie des ursprünglichen Sternes (etwa 1,5 bis 2,4 Sonnenmassen) auf kleinstem Raum (Durchmesser unter 20 km). Darüber hinaus behält der gesamte Supernova-Überrest aus Neutronenstern und Gasnebel seinen Drehimpuls bei, und das Magnetfeld des ursprünglichen Sternes wird im Neutronenstern komprimiert. Des Weiteren gibt es elektrische Potentialdifferenzen in der Größenordnung von 10^11 Volt.

Aufgrund der Erhaltung des Drehimpulses und der starken Verkleinerung der räumlichen Ausdehnung beschleunigt sich die Rotation des Neutronensternes sehr stark, so dass die Rotationsdauer anstatt mehrerer Tage nur noch Sekunden oder meist sogar nur Sekundenbruchteile beträgt. Die Folge ist ein sehr kompakter Himmelskörper mit einem starken Magnetfeld (typische Flussdichten von 10^8 Tesla), das sich innerhalb des ionisierten Gasnebels schnell dreht.

Der schnellste bekannte Pulsar, der pro Sekunde 716 mal rotiert, heißt PSR J1748-2446ad. Er liegt im Sternenhaufen Terzan 5 im Sternbild Schütze. Der vermutete Durchmesser ist unter 32 km.

Aufbau eines Pulsars und Entstehung der gepulsten Strahlung

Pulsare besitzen wie Neutronensterne eine rund 10 mal höhere Dichte als Atomkerne und sind auch erwiesenermaßen suprafluid, sowie supraleitend.

Die Magnetfeldrichtung des Neutronensterns schließt mit der Drehachse einen bestimmten Winkel ein. Wenn die Magnetfeldrichtung von der Drehachse abweicht, bewegen sich die Magnetfeldlinien schnell durch den ionisierten Gasnebel und verursachen dabei das Abstrahlen elektromagnetischer Wellen in Richtung des Magnetfeldes. Infolge der Rotation streichen die Magnetfeldlinien und mit ihnen die elektromagnetischen Wellen wie das Licht eines Leuchtturms über die Umgebung. Liegt die Erde oder das Sonnensystem innerhalb des Doppelkegels, der von der Richtung der elektromagnetischen Strahlung überstrichen wird, kann die gepulste Strahlung beobachtet werden.

Ein Pulsar strahlt die elektromagnetischen Wellen über einen weiten Wellenbereich ab, die vorwiegenden Anteile können im Frequenzbereich von Radiowellen (Radiopulsar), sichtbarem Licht oder gar im Bereich der Röntgenstrahlung (Röntgenpulsar) liegen. Jüngere Pulsare neigen eher dazu, höherenergetische Strahlung abzugeben.

Siehe auch

Weblinks

Sounddateien von verschiedenen Pulsaren

Video