Posted in: Sterne 24. Februar 2011 14:38 Weiter lesen →

Sternleiche mit über-flüssigem Kern

Aufnahme von CAssiopeia A im Röntgenlicht als zerfetzt wirkendem Nebel, darin ein heller Punkt; Einschub zeigt angeschnittene Kugel mit Kruste Manche Sterne sacken nach ihrem Ausbrennen zu einer Kugel aus reiner Kernmaterie zusammen. Im Inneren solcher Neutronensterne herrschen bizarre Verhältnisse, zeigen Analysen zweier internationaler Forschergruppen. Unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammengequetscht, geht die heiße Materie demnach in einen Zustand über, in dem sie völlig reibungsfrei fließt.

Bild: X-ray: NASA/CXC/xx; Optical: NASA/STScI; Illustration: NASA/CXC/M.Weiss

„Könnte man etwas von diesem Suprafluid in eine Schüssel füllen, würde es deren Wand hinauf und über den Rand fließen“, erklärt Craig Heinke von der University of Alberta im kanadischen Edmonton. Damit nicht genug, dürfte ein Teil der Materie im Innern eines Neutronensterns auch supraleitend sein, dem elektrischen Strom also keinerlei Widerstand entgegensetzen.

Bereits in der 50er-Jahren war vermutet worden, im Zentrum eines Neutronensterns – einer gut 20 Kilometer großen Kugel von mehr als einer Sonnenmasse – könne sich ein Suprafluid bilden. Die neuen Belege für einen solchen Zustand stammen von Cassiopeia A. Der Neutronenstern in diesem Supernova-Rest ist etwa 11.000 Lichtjahre von der Sonne entfernt und aus einer Sternexplosion hervorgegangen, die im 17. Jahrhundert am Himmel über der Erde aufblitzte.

Beobachtungen mit dem Weltraumteleskop Chandra hatten gezeigt, dass die Oberfläche des Neutronensterns im Jahr 2000 noch etwa 2,1 Millionen Grad Celsius heiß war, sich in den folgenden zehn Jahren jedoch um etwa 100.000 Grad abkühlt hat. Dieser rapide Temperaturrückgang sei „der erste Beleg dafür, dass die Zentren von Neutronensternen tatsächlich aus supraflüssiger und supraleitender Materie bestehen“, erklärt Heinkes Kollege Peter Shternin vom Ioffe-Institut und von der Polytechnischen Universität in Sankt Petersburg.

Zeitgleich mit Shternin, Heinke und Kollegen kam auch eine Gruppe um Dany Page von der Universidad Autónoma de México zu dem Schluss, dass die Abkühlung des Neutronensterns nur durch ungewöhnliche Vorgänge erklärt werden kann. Eine Temperatur von einer Milliarde Grad Celsius und der extreme Druck im Zentrum der Sternleiche zwingen die Neutronen demnach zur Bildung von Paaren. Solche Cooperpaare können sich, ähnlich wie die Elektronenpaare in einem metallischen Supraleiter, ohne Widerstand durch ihre Umgebung bewegen. Bei ihrer Bildung werden unzählige Neutrinos produziert, die leicht ins All entkommen und so große Energiemengen aus dem Neutronenstern tragen können.

Forschung: Dany Page, Instituto de Astronomía, Universidad Nacional Autónoma de México, Mexiko-Stadt, und Andrew W. Steiner, Department of Physics and Astronomy, Michigan State University, East Lansing; Peter S. Shternin und Dmitry G. Yakovlev, Ioffe Physical Technical Institute und St. Petersburg Polytechnical University, St. Petersburg, und Craig O. Heinke, Department of Physics, University of Alberta, Edmonton; und andere

Veröffentlichung Physical Review Letters, Vol. 106, 081101, DOI 10.1103/PhysRevLett.106.081101, Preprint arXiv:1011.6142, und Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (im Erscheinen), Preprint arXiv:1012.0045

WWW:
Instituto de Astronomía, Universidad Autónoma de México
Ioffe-Institut, Sankt Petersburg
Introduction to Neutron Stars
Supraleitung und Suprafluidität
Chandra X-ray Center

Lesen Sie dazu im Scienceticker:
Neutronenstern mit „Übergewicht“
Einsamer Neutronenstern in Sonnennähe


Posted in: Sterne
Möchten Sie den Beitrag bewerten?
SchlechtLangweiligGut zu wissenInteressantSpannend! (9 Bewertungen, im Schnitt 4,89 von 5)
Loading...

Drucken Drucken


Die Kommentare sind geschlossen.