Magnetare: Riesenmagnete des Weltalls

Wissenschaftler zeigten, dass sich einige der massenreichsten Sterne beim Sterben zu den stärksten Magneten umformen können.

Ein Beitrag von Andreas Tramposch. Quelle: Smithsonian Center for Astrophysics.

Ein “Magnetar” ist eine exotische Art des Neutronensterns. Ein Neutronenstern ist ein Ball voller Neutronen mit Städtedurchmessers, welcher entsteht wenn ein massereicher Stern am Ende seiner Lebenszeit kollabiert. Ein Magnetar besitzt nun ein um eine Billiarde (eine Eins mit 15 Nullen) stärkeres Magnetfeld als unsere Erde. Falls so ein Magnetar auf halben Weg zwischen Erde und Mond positioniert werden würde, würde er alle gespeicherten Daten auf unseren Kreditkarten löschen. Diese Magnetare speien zudem hochenergetische Röntgenstrahlen und Gammastrahlen aus. Bis jetzt sind den Wissenschaftlern erst zehn dieser Magnetare bekannt. Im Gegensatz dazu haben die Wissenschaftler aber schon mehr als 1.500 Pulsare entdeckt. Pulsare entstehen ebenfalls aus sehr massereichen Sternen und senden energiearme Radiowellen aus.

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Dartsellung eines Magnetars.
(Quelle: Smithsonian Center for Astrophysics)

“Die Quelle dieser extrem magnetischen Objekte ist seit der Erstentdeckung im Jahr 1998 ein Rätsel gewesen. Jetzt glauben wir dieses Rätsel gelöst zu haben”, sagte Gaensler. Die Astronomen bezogen ihre Schlussfolgerungen aus den Daten, welche mit dem CSIRO, dem australischen Telescope Array, eingefangen wurden. “Sowohl Pulsare als auch Magnetare werden in derselben Region der Milchstraße gefunden. Nämlich in jenen Gebieten wo Sterne erst kürzlich als Supernova explodierten”, erklärte Gaensler. “Die Frage die wir uns nun stellen ist jene: Wenn sowohl Pulsare als auch Magnetare sich in ähnlichen Gebieten befinden und auf ähnliche Weise entstehen, warum sind sie dann so verschieden?”
Frühere Forschungen haben angedeutet, dass der Schlüssel in der Masse des ursprünglichen Sterns liegen könnte. “Astronomen denken gewöhnlich, dass sehr massereiche Sterne Schwarze Löcher formen könnten wenn sie sterben”, sagte Dr. Simon Johnston vom CSIRO in Australien. “Aber in den letzten Jahren haben wir erkannt, dass diese Sterne auch Pulsare aufgrund deren schnellen Gewichtsverlusten formen können.” Diese Sterne verlieren sehr viel Masse durch das Ausspeien von Winden, die den Solarwinden der Sonne ähneln, aber sehr viel stärker sind. Durch diesen Gewichtsverlust kann ein massereicher Stern einen Pulsar formen.

Gaensler und sein Team untersuchten einen Magnetar (genannt 1E 1048.1-5937), der sich ungefähr 9.000 Lichtjahre von der Erde entfernt in der Carina-Konstellation befindet. Um Hinweise auf den ursprünglichen Stern zu erhalten studierten die Forscher Wasserstoffgase um den Magnetar mit dem CSIRO Telescop Array. Bei der Datenanalyse konnte das Team ein beachtliches Loch in der Wasserstoffhülle erkennen, welches den Magnetar umkreist. “Dieses Loch könnte der Beweis dafür sein, dass der ursprüngliche Stern energiereiche Winde ausgeblasen hatte.” Durch die analysierte Charakteristik des Loches schätzten die Wissenschaftler die ursprüngliche Masse auf das 30- bis 40-fache unserer Sonne ein.
Ein anderer Hinweis zum Pulsar/Magnetar-Unterschied könnte in der Rotationsgeschwindigkeit der Neutronensterne liegen, wenn sie geformt werden. Gaensler und sein Team denken, dass massereiche Sterne Neutronensterne formen können, die sich 500 bis 1.000 Mal in der Sekunde drehen. Solche enormen Rotationsgeschwindigkeiten erzeugen einen Dynamo und generieren ein extrem starkes Magnetfeld. Normale Neutronensterne rotieren hingegen nur 50 bis 100 Mal in der Sekunde was zur Folge hat, dass das Magnetfeld 1.000 Mal schwächer ist. “Magnetare sind die raren ‘weißen Tiger’ der stellaren Astrophysik”, sagte Gaensler. “Wir schätzen, dass die Geburtsrate von Magnetaren nur ungefähr ein Zehntel so groß wie die von normalen Pulsaren ist. Da Magnetare zudem auch sehr kurzlebig sind, wäre es möglich, dass die zehn Magnetare, die wir bis jetzt entdeckt haben, alle sind die wir finden können.”

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