Künstlerische Darstellung eines Pulsars, der einen Begleitstern „frisst“. Bildnachweis: ESA Zum Vergrößern anklicken
Das Integral Space Observatory der ESA hat zusammen mit dem Raumschiff Rossi X-ray Timing Explorer der NASA einen sich schnell drehenden Pulsar gefunden, der gerade dabei ist, seinen Begleiter zu verschlingen.
Dieser Befund stützt die Theorie, dass die am schnellsten drehenden isolierten Pulsare durch Kannibalisierung eines nahe gelegenen Sterns so schnell werden. Vom Begleiter gerissenes Gas treibt die Beschleunigung des Pulsars an. Dies ist der sechste Pulsar, der in einer solchen Anordnung bekannt ist, und er stellt einen „Sprungbrett“ in der Entwicklung von langsamer drehenden binären Pulsaren zu schneller drehenden isolierten Pulsaren dar.
"Wir kommen an einen Punkt, an dem wir uns jeden schnell drehenden, isolierten Pulsar ansehen und sagen können:" Dieser Typ hatte früher einen Gefährten ", sagte Dr. Maurizio Falanga, der die integralen Beobachtungen leitete, im Kommissariat. l'Energie Atomique (CEA) in Saclay, Frankreich.
Pulsare sind rotierende Neutronensterne, die bei Sternexplosionen entstehen. Sie sind die Überreste von Sternen, die einmal mindestens achtmal so massereich waren wie die Sonne. Diese Sterne enthalten immer noch ungefähr die Masse unserer Sonne, die zu einer Kugel von nur etwa 20 Kilometern Durchmesser verdichtet ist.
Dieser Pulsar, IGR J00291 + 5934 genannt, gehört zu einer Kategorie von „Röntgen-Millisekunden-Pulsaren“, die mehrere hundert Mal pro Sekunde mit dem Röntgenlicht pulsieren, einer der schnellsten bekannten. Es hat eine Periode von 1,67 Millisekunden, was viel kleiner ist als die meisten anderen Pulsare, die sich alle paar Sekunden einmal drehen.
Neutronensterne entstehen schnell und kollabieren in massiven Sternen. Nach einigen hunderttausend Jahren verlangsamen sie sich allmählich. Neutronensterne in Doppelsternsystemen können diesen Trend jedoch umkehren und mit Hilfe des Begleitsterns beschleunigen.
Zum ersten Mal wurde diese Beschleunigung auf frischer Tat beobachtet. "Wir haben jetzt direkte Beweise dafür, dass sich der Stern schneller dreht, während er seinen Begleiter ausschlachten kann, was noch niemand zuvor für ein solches System gesehen hat", sagte Dr. Lucien Kuiper vom niederländischen Institut für Weltraumforschung (SRON) in Utrecht.
Ein Neutronenstern kann in einem als „Akkretion“ bezeichneten Prozess Gas aus seinem Begleitstern entfernen. Durch den Gasfluss auf den Neutronenstern dreht sich der Stern immer schneller. Sowohl der Gasfluss als auch sein Aufprall auf die Neutronensternoberfläche setzen viel Energie in Form von Röntgen- und Gammastrahlung frei.
Neutronensterne haben ein so starkes Gravitationsfeld, dass das vom Stern durchgelassene Licht seine Richtung um fast 100 Grad ändert (im Vergleich dazu wird das von der Sonne durchgelassene Licht um einen Winkel abgelenkt, der 200 Tausendmal kleiner ist). "Diese" Gravitationsbiegung "ermöglicht es uns, die Rückseite des Sterns zu sehen", betont Prof. Juri Poutanen von der Universität von Oulu, Finnland.
"Dieses Objekt war ungefähr zehnmal energiereicher als das, was normalerweise für ähnliche Quellen beobachtet wird", sagte Falanga. "Bei diesen Energien strahlt nur eine Art Monster aus, was einer Temperatur von fast einer Milliarde Grad entspricht."
Aus einem früheren Integral-Ergebnis folgerten die Wissenschaftler, dass geladene Teilchen ihres Begleiters, da der Neutronenstern ein starkes Magnetfeld aufweist, entlang der Magnetfeldlinien kanalisiert werden, bis sie an einem seiner Magnetpole in die Neutronensternoberfläche einschlagen und „Hot Spots“ bilden '. Die sehr hohen Temperaturen, die Integral beobachtet, entstehen aus diesem sehr heißen Plasma über den Akkretionspunkten.
IGR J00291 + 5934 wurde von Integral bei einem Routine-Scan des Himmels am 2. Dezember 2004 im Außenbereich unserer Milchstraße entdeckt, als er plötzlich aufflammte. Am Tag danach haben Wissenschaftler den Neutronenstern mit dem Rossi X-ray Timing Explorer genau getaktet.
Rossi-Beobachtungen zeigten, dass der Begleiter bereits einen Bruchteil der Größe unserer Sonne hat, vielleicht so klein wie 40 Jupitermassen. Die binäre Umlaufbahn ist 2,5 Stunden lang (im Gegensatz zur einjährigen Erd-Sonne-Umlaufbahn). Das gesamte System ist sehr eng; Beide Sterne sind so nah, dass sie in den Radius der Sonne passen. Diese Details stützen die Theorie, dass die beiden Sterne nahe genug sind, um eine Akkretion zu erreichen, und dass der Begleitstern kannibalisiert wird.
"Es wird erwartet, dass die Akkretion nach etwa einer Milliarde Jahren aufhört", sagte Dr. Duncan Galloway vom Massachusetts Institute of Technology, USA, der für die Rossi-Beobachtungen verantwortlich ist. "Diese Entdeckung von Integral-Rossi liefert weitere Belege dafür, wie sich Pulsare von einer Phase zur anderen entwickeln - von einem anfänglich langsam drehenden binären Neutronenstern, der hohe Energien emittiert, bis zu einem sich schnell drehenden isolierten Pulsar, der in Radiowellenlängen emittiert."
Die Entdeckung ist die erste ihrer Art für Integral (vier der ersten fünf sich schnell drehenden Röntgenpulsare wurden von Rossi entdeckt). Dies ist ein gutes Zeichen für die kombinierte Suche nach diesen seltenen Objekten. Die empfindlichen Detektoren von Integrals können relativ schwache und entfernte Quellen identifizieren. Wenn Rossi weiß, wo er suchen muss, kann er durch eine spezielle Beobachtung, die sich über den gesamten Zeitraum von zwei Wochen des typischen Ausbruchs erstreckt, Zeitinformationen bereitstellen.
Ursprüngliche Quelle: ESA Portal
