Perfekter kosmischer Kreisel

Eine nahezu perfekte Kugelform scheint ein ausgebrannter Stern in der kosmischen Nachbarschaft der Sonne zu besitzen. Diesen Schluss legen Beobachtungen einer internationalen Physikergruppe nahe. Der Pulsar strahlt demnach nur einen geringen Teil seiner Energie in Form von Gravitationswellen ab, wie sie selbst geringste Unwuchten bei seiner rasanten Rotation hervorrufen würden.

Der Krebsnebel im Sternbild Stier ist etwa 6.500 Lichtjahre von der Sonne entfernt. Diese Collage aus Aufnahmen des Weltraumteleskops Hubble verdeutlicht, dass er nicht von ungefähr zu den meiststudierten Objekten am Nachthimmel gehört. Bild: NASA/ESA/JPL/Arizona State Univ.

Der Pulsar geht auf einen massereichen Stern zurück, der sein Leben in Form einer immensen Explosion beendete. Diese Supernova leuchtete im Jahr 1054 am Himmel über der Erde auf, während die zugehörige Trümmerwolke heute als Krebsnebel bekannt ist. Darin ist die Asche des Sterns zu einer lediglich 20 Kilometer großen Kugel kollabiert, die etwas mehr als eine Sonnenmasse besitzt und sich momentan 30 Mal pro Sekunde um die eigene Achse dreht.

“Verglichen mit anderen Pulsaren, nimmt diese Rotation jedoch sehr schnell ab”, erklärt Graham Woan von der Universität Glasgow. “Das zeigt, dass der Krebspulsar sehr rasch Energie verliert.” Im Rahmen der internationalen LIGO-Kollaboration (Laser Interferometry Gravitational-Wave Observatory) suchten der Physiker und seine Kollegen zu ermitteln, ob und in welchem Maße das Abstrahlen von Gravitationswellen zu diesem Energieverlust beiträgt. Dazu überwachten sie mehrere, 2 bzw. 4 Kilometer lange Tunnel auf vorübergehende Längenveränderungen, wie sie passierende Gravitationswellen bewirken sollten.

Über einen Zeitraum von 9 Monaten zeigte sich jedoch kein entsprechender Effekt, berichten die Forscher in einem online zur Diskussion gestellten Artikel. In den Messdaten war kein Takt nachweisbar, wie er zu den Radiopulsen des Pulsars oder zu Theorien über dessen Eigendrehung passen würde. Gemessen an der Messempfindlichkeit der LIGO-Instrumente, könnten Gravitationswellen daher nicht mehr als 4 Prozent des Energieverlustes erklären. Offenbar spielten andere Mechanismen wie das Aussenden elektromagnetischer Strahlung oder schneller Partikel eine weitaus wichtigere Rolle, erklärt Michael Landry von der University of Florida.

“Neutronensterne sind sehr heiß, wenn sie in einer Supernova geboren werden, und überziehen sich beim raschen Abkühlen mit einer Art Kruste”, erklärt Bernard Schutz vom Albert-Einstein-Institut für Gravitationsphysik in Golm, einer der beteiligten Forscher. Sollte die Form des Pulsars bei diesem “Gefrierprozess” irgendwelche Unregelmäßigkeiten aufgewiesen haben, müssten diese inzwischen wieder eingeebnet worden sein.

Forschung: Graham Woan, Department of Physics & Astronomy, University of Glasgow; Michael Landry, LIGO Hanford Observatory, Richland, Washington; David Reitze, Department of Physics, University of Florida, Gainesville; Bernard F. Schutz, Albert-Einstein-Institut für Gravitationsphysik, Max-Planck-Gesellschaft, Golm; und andere

Zur Veröffentlichung eingereicht bei Astrophysical Journal; Preprint arXiv:0805.4758v1

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Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory
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Neutron Stars and Pulsars
Gravitationwellen

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