Pulsar
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Ein Pulsar ist ein schnell rotierender Neutronenstern, der in regelmäßiger Abfolge Impulse elektromagnetischer Wellen abstrahlt, die meist eine Dauer von etwa einer Sekunde aufweisen. Der Name stammt von der englischen Bezeichnung „pulsating radio star“. Pulsare verfügen aufgrund ihrer typischerweise etwa 400.000 Erdmassen auf einem Durchmesser von rund 20 Kilometern über ein starkes Gravitationsfeld, das auf der Oberfläche etwa der 2×1011 bis 3×1012-fachen Anziehungskraft der Erde entspricht. Zudem weisen sie ein Magnetfeld in etwa tausendfacher Stärke des Erdmagnetfeldes auf, das die Eigenrotation dieser Sterne über die Zeit hinweg abbremst. Die Lebensdauer eines Pulsars als Strahlungsquelle liegt bei durchschnittlich zehn Millionen Jahren. [1]
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[Bearbeiten] Entdeckung
Pulsare wurden 1967 von Jocelyn Bell und ihrem Doktorvater Antony Hewish im Rahmen einer Suche nach Radioquellen entdeckt. Für diese Untersuchung wurden in einem breiten Feld sämtliche Quellen erfasst, die binnen kurzer Zeit starke Schwankungen in ihrer Strahlungsintensität aufwiesen. Die am 28. November 1967 verzeichneten Signale des später als „Little Green Man 1“ bezeichneten ersten Pulsars zeichneten sich durch ungewöhnliche Regelmäßigkeit der abgestrahlten Wellen aus, so dass Bell und Hewish sie zunächst für ein künstliches Signal – eventuell einer extraterrestrischen Zivilisation – hielten. In den folgenden Jahren wurden weitere Pulsare entdeckt – bis 1970 bereits 50 – und diese aus theoretischer Sicht als spezielle Neutronensterne definiert.[2]
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. Bis zum Mai 2006 waren ungefähr 1700 Pulsare bekannt, darunter auch ein Doppelpulsarsystem.
[Bearbeiten] 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 um 20 Kilometer). 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 1011 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 Sekundenbruchteile beträgt. Die Folge ist ein sehr kompakter Himmelskörper mit einem starken Magnetfeld (typische Flussdichten von 108 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 Radius liegt unter 16 km. Pulsare mit Rotationszeiten im Millisekundenbereich werden auch Millisekundenpulsare genannt.
[Bearbeiten] Aufbau eines Pulsars und Entstehung der gepulsten Strahlung
Pulsare besitzen wie alle Neutronensterne eine rund 10 mal höhere Dichte als Atomkerne und sind 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.
[Bearbeiten] Siehe auch
[Bearbeiten] Weblinks
| Wiktionary: Pulsar – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme und Übersetzungen |
[Bearbeiten] Video
- RealVideo: Was ist ein Pulsar? (aus der Fernsehsendung Alpha Centauri)
[Bearbeiten] Quellen
- ↑ E. P. J. van den Heuvel: „Pulsar Magnetospheres and Pulsar Death“. In: Science. 312, Nr. 5773 (28. April 2006), 2006, S. 539–540. doi:10.1126/science.1125934
- ↑ A. Hewish: „Pulsars“. In: Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 8, 1970, S. 265–296. doi:10.1146/annurev.aa.08.090170.001405
