Das Astro-Bild der Woche zeigt die Umgebung des Pulsars PSR 0540-69. Das Objekt liegt rund 160.000 Lichtjahre von unserem Sonnensystem entfernt in der Großen Magellanschen Wolke, einer Begleitgalaxie unserer eigenen Milchstraßen-Galaxie. Die Große und die Kleine Magellansche Wolke können leider nur von der südlichen Hemisphäre aus beobachtet werden und sind in Mitteleuropa nie sichtbar.
Der Pulsar selbst ist auf dem Bild nicht zu sehen – er liegt innerhalb des strahlend hellen Bereichs nahe der Bildmitte. Pulsare sind eine Unterklasse der Neutronensterne und besitzen damit einige Eigenschaften, die die menschliche Vorstellungskraft arg strapazieren können. Beispielsweise sind diese Objekte sehr klein – ihr Durchmesser beträgt typischerweise nur ungefähr 20 Kilometer, was dem Durchmesser einer Großstadt entspricht. Dennoch können sie bis zu zwei Sonnenmassen in sich vereinigen. Infolgedessen verfügen sie über extrem starke Gravitationsfelder, die unter anderem eine – auf den Durchmesser bezogen – sehr glatte Oberfläche bewirken: Die höchsten Erhebungen sind gerade einmal ein paar Millimeter hoch.
Neutronensterne entstehen bei den Supernova-Explosionen massereicher Sterne, wenn selbige ihren Brennstoff aufgebraucht haben und aufgrund des dann fehlenden Gegendrucks plötzlich in sich zusammenfallen und dabei ihre äußeren Gasschichten absprengen. Einen Teil der fortkatapultierten Gashüllen kann man auf dem Bild als die grob kugelförmige Struktur erkennen.
Die Drehimpulserhaltung sorgt dafür, dass der kollabierende Kernbereich des Vorläufersterns immer schneller rotiert, ähnlich wie ein Eiskunstläufer, der seine Arme an den Körper zieht. Das Ergebnis ist ein kleines, extrem dichtes Objekt, das mit einer unfassbar hohen Geschwindigkeit rotiert. Im Falle des Pulsars PSR 0540-69 sind es circa 20 Umdrehungen pro Sekunde. Allerdings sind auch Pulsare mit Rotationsfrequenzen von mehr als 700 Hertz bekannt.
Die Stärke des Magnetfeldes an der Oberfläche nimmt bei dem Kollaps ebenfalls gewaltig zu, was auf elektrodynamische Prozesse zurückzuführen ist. Dabei muss die Magnetfeldachse aber nicht zwangsläufig mit der eigentlichen Rotationsachse des Neutronensterns übereinstimmen. Gibt es hier eine Abweichung, emittiert der Neutronenstern Pulse im Radiowellenbereich in beide Richtungen entlang der Magnetfeldachse. Daher stammt die Bezeichnung Pulsar. An dieser Stelle wird auch gerne der Vergleich mit einem Leuchtturm herangezogen, dessen Strahl in periodischen Abständen die Landschaft überstreicht und aus großer Entfernung wie ein Aufblitzen aussieht.
Das Bild basiert auf Röntgendaten des Weltraumteleskops Chandra und zeigt nur einen Aspekt der Beobachtung solcher Objekte. Wichtige Informationen sammeln Astronomen auch in anderen Wellenlängenbereichen des elektromagnetischen Spektrums, etwa mit Hilfe der oben erwähnten Radiowellen. Die expandierenden Überreste der Supernova-Explosion werden ebenfalls in verschiedenen Wellenlängen untersucht. Auf diese Weise arbeiten die Wissenschaftler daran, die Entstehung und Entwicklung dieser faszinierenden Objekte besser zu verstehen und die entsprechenden Modelle zu verfeinern.
Eine größere Version der Aufnahme gibt es unter:
http://chandra.si.edu/photo/1999/snrg/pulsarV2BBB.jpg
Anmerkung der Redaktion
Die anderen drei Vorschläge für das Astro-Bild der Woche waren:
Bild 1: Der Supernova-Überrest N132D
Bild 2: Der Supernova-Überrest E0102-72 in der Kleinen Magellanschen Wolke
Bild 4: Sirius A und B
(THK)
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