Neutronensterne sind kosmische Kadaver. Sie entstehen, wenn massiven Sternen der Brennstoff ausgeht und sie unter ihrem eigenen Gewicht in sich zusammen stürzen. Das Ergebnis sind extrem verdichtete Klumpen von Materie, über deren Innenleben nur wenig bekannt ist. Gut möglich allerdings, dass sich das bald ändern könnte, meint der Astrophysiker Tod Strohmeyer vom Goddard Space Flight Zentrum der Nasa. Denn eine sehr exotische Klasse von Neutronensternen, die so genannten Magnetare, erlaubten ihm und seinen Kollegen vom Max Planck-Institut für Astrophysik in Garching jetzt ganz neue Einblicke. Strohmeyer:
"Magnetare sind extrem stark magnetisierte Neutronensterne. Sie sind die kosmischen Objekte mit den stärksten Magnetfeldern. Derzeit haben wir rund 12 dieser Magnetare im Universum identifiziert - es könnte aber durchaus mehr davon geben."
Über den Ursprung des extrem starken Magnetfeldes können die Astrophysiker derzeit nur spekulieren. Klar ist aber: Ihre enormen Kräfte machen Magnetare zu sehr dynamischen Objekten, die immer mal wieder extrem helle Blitze von Röntgenlicht ins All schießen. Strohmeyer:
"Der jüngste dieser Ausbrüche geschah am 27. Dezember 2004 im Sternbild Schütze, etwa 40 000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Es war der hellste jemals beobachtete Röntgenblitz - das sorgte damals überall für Schlagzeilen. Der Strahlenausbruch dauerte etwa 5 Minuten und war so intensiv, dass er eine Reihe von Satelliten außer Gefecht setzte. Als eine italienische Forschergruppe diesen Röntgenpuls anschließend genauer untersuchte, entdeckte sie, dass es darin periodische zeitliche Veränderungen gab - verursacht möglicherweise durch Schwingungen der Kruste des Neutronensterns."
Da sich Tod Strohmeyer bereits während seiner Doktorarbeit mit Schwingungen von Neutronensternen befasst hatte, war seine Neugier geweckt. Er analysierte die aufgezeichneten Daten der Röntgenexplosionen zweier weiterer Magnetare und stellte fest: Auch dort gab es verräterische Oszillationen mit ähnlichen Frequenzen. Handfeste Beweise sind das zwar nicht, aber gleich mehrere Indizien für eine plausible Theorie, bei der Erdbeben auf den Neutronensternen eine Schlüsselrolle spielen. Strohmeyer:
"Das Magnetfeld eines Magnetars übt enorme Kräfte auf die feste Kruste aus, die die Oberfläche eines Neutronensterns bildet. Wenn die mechanische Belastung an einer Stelle zu groß wird, bricht die Kruste dort auf. Das hat zur Folge, dass sich das Magnetfeld abrupt ändert. Und bei dieser magnetischen Umordnung werden enorme Energiemengen in Form von Röntgenstrahlung freigesetzt. Außerdem breiten sich nach dem Hüllenbruch seismische Wellen in der Sternkruste aus - ähnlich wie bei einem irdischen Erdbeben. Und diese Vibrationen modulieren die Röntgenemission mit den charakteristischen Frequenzen, die wir sehen."
Wenn die Theorie stimmt, schwingt der Neutronenstern nach dem Hüllenbruch also nach, wie eine angeschlagene Glocke und verrät den kosmischen Seismologen dadurch Neues über sein Innenleben. Durch den Vergleich der Frequenzen von Erdbebenwellen die längs und quer durch die Sternkruste laufen, konnten die Astrophysiker erstmals abschätzen, wie dick diese Kruste ist. Bei einem Neutronenstern mit 18 Kilometern Durchmesser, so das Ergebnis, ist die aus schweren Atomen bestehende Hülle etwa 1,5 Kilometer dick und so dicht, dass ein Teelöffel davon auf der Erde rund 10 Millionen Tonnen wiegen würde. Von weiteren Magnetar-Erdbeben erhoffen sich die Forscher künftig noch tiefere Blicke ins Innere von Neutronensternen. Denn was sich neben einem heißen Sud von Neutronen noch in deren Zentrum befindet, weiß bislang keiner so genau. Allerdings wurde in der Vergangenheit nur etwa alle zehn Jahre einer der verräterisch oszillierenden Röntgenausbrüche detektiert. Geduld ist also angesagt, wenn es darum geht, Neutronensterne künftig noch besser zu durchschauen.
"Magnetare sind extrem stark magnetisierte Neutronensterne. Sie sind die kosmischen Objekte mit den stärksten Magnetfeldern. Derzeit haben wir rund 12 dieser Magnetare im Universum identifiziert - es könnte aber durchaus mehr davon geben."
Über den Ursprung des extrem starken Magnetfeldes können die Astrophysiker derzeit nur spekulieren. Klar ist aber: Ihre enormen Kräfte machen Magnetare zu sehr dynamischen Objekten, die immer mal wieder extrem helle Blitze von Röntgenlicht ins All schießen. Strohmeyer:
"Der jüngste dieser Ausbrüche geschah am 27. Dezember 2004 im Sternbild Schütze, etwa 40 000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Es war der hellste jemals beobachtete Röntgenblitz - das sorgte damals überall für Schlagzeilen. Der Strahlenausbruch dauerte etwa 5 Minuten und war so intensiv, dass er eine Reihe von Satelliten außer Gefecht setzte. Als eine italienische Forschergruppe diesen Röntgenpuls anschließend genauer untersuchte, entdeckte sie, dass es darin periodische zeitliche Veränderungen gab - verursacht möglicherweise durch Schwingungen der Kruste des Neutronensterns."
Da sich Tod Strohmeyer bereits während seiner Doktorarbeit mit Schwingungen von Neutronensternen befasst hatte, war seine Neugier geweckt. Er analysierte die aufgezeichneten Daten der Röntgenexplosionen zweier weiterer Magnetare und stellte fest: Auch dort gab es verräterische Oszillationen mit ähnlichen Frequenzen. Handfeste Beweise sind das zwar nicht, aber gleich mehrere Indizien für eine plausible Theorie, bei der Erdbeben auf den Neutronensternen eine Schlüsselrolle spielen. Strohmeyer:
"Das Magnetfeld eines Magnetars übt enorme Kräfte auf die feste Kruste aus, die die Oberfläche eines Neutronensterns bildet. Wenn die mechanische Belastung an einer Stelle zu groß wird, bricht die Kruste dort auf. Das hat zur Folge, dass sich das Magnetfeld abrupt ändert. Und bei dieser magnetischen Umordnung werden enorme Energiemengen in Form von Röntgenstrahlung freigesetzt. Außerdem breiten sich nach dem Hüllenbruch seismische Wellen in der Sternkruste aus - ähnlich wie bei einem irdischen Erdbeben. Und diese Vibrationen modulieren die Röntgenemission mit den charakteristischen Frequenzen, die wir sehen."
Wenn die Theorie stimmt, schwingt der Neutronenstern nach dem Hüllenbruch also nach, wie eine angeschlagene Glocke und verrät den kosmischen Seismologen dadurch Neues über sein Innenleben. Durch den Vergleich der Frequenzen von Erdbebenwellen die längs und quer durch die Sternkruste laufen, konnten die Astrophysiker erstmals abschätzen, wie dick diese Kruste ist. Bei einem Neutronenstern mit 18 Kilometern Durchmesser, so das Ergebnis, ist die aus schweren Atomen bestehende Hülle etwa 1,5 Kilometer dick und so dicht, dass ein Teelöffel davon auf der Erde rund 10 Millionen Tonnen wiegen würde. Von weiteren Magnetar-Erdbeben erhoffen sich die Forscher künftig noch tiefere Blicke ins Innere von Neutronensternen. Denn was sich neben einem heißen Sud von Neutronen noch in deren Zentrum befindet, weiß bislang keiner so genau. Allerdings wurde in der Vergangenheit nur etwa alle zehn Jahre einer der verräterisch oszillierenden Röntgenausbrüche detektiert. Geduld ist also angesagt, wenn es darum geht, Neutronensterne künftig noch besser zu durchschauen.