Künstlerische Vorstellung des Gammastrahlenflares, das sich von SGR 1806-20 ausbreitet. Bildnachweis: NASA.Zum Vergrößern anklicken
Eine gigantische Explosion auf einem Neutronenstern auf halbem Weg durch die Milchstraße, die größte jemals im Universum aufgezeichnete Explosion dieser Art, sollte es Astronomen erstmals ermöglichen, das Innere dieser mysteriösen Sternobjekte zu untersuchen.
Ein internationales Team von Astrophysikern, das Daten eines NASA-Röntgensatelliten, des Rossi X-ray Timing Explorer, durchkämmte, berichtet in der Ausgabe der Astrophysical Journal Letters vom 20. Juli, dass die Explosion im Stern Schwingungen wie eine klingelnde Glocke erzeugte erzeugte schnelle Schwankungen der Röntgenstrahlung, die es in den Weltraum emittiert. Diese Röntgenpulse, die der schnell drehende Stern alle sieben Sekunden lang aussendete, enthielten die Frequenzschwingungen der massiven Beben des Neutronensterns.
So wie Geologen das Erdinnere mit seismischen Wellen untersuchen, die von Erdbeben erzeugt werden, und Sonnenastronomen die Sonne mit Stoßwellen untersuchen, die durch die Sonne wandern, sollten die bei dieser Explosion entdeckten Röntgenstrahlfluktuationen wichtige Informationen über die innere Struktur von Neutronensternen liefern.
?Diese Explosion war vergleichbar damit, den Neutronenstern mit einem riesigen Hammer zu treffen, der ihn wie eine Glocke läuten ließ? sagte Richard Rothschild, Astrophysiker am Center for Astrophysics and Space Sciences der University of California und einer der Autoren des Journalberichts. ?Die Frage ist nun, was bedeutet die Frequenz der Schwingungen des Neutronensterns?der Ton, der von der läutenden Glocke erzeugt wird?
?Heißt das, Neutronensterne sind nur ein Haufen Neutronen, die zusammengepackt sind? Oder haben Neutronensterne exotische Teilchen wie Quarks in ihrem Zentrum, wie viele Wissenschaftler glauben? Und wie schwimmt die Kruste eines Neutronensterns auf seinem suprafluiden Kern? Dies ist eine seltene Gelegenheit für Astrophysiker, das Innere eines Neutronensterns zu untersuchen, denn wir haben endlich einige Datentheoretiker, an denen sie kauen können. Hoffentlich können sie uns sagen, was das alles bedeutet.?
Die größter Star Beben durchbrachen den Neutronenstern mit einer unglaublichen Geschwindigkeit und ließen den Stern mit 94,5 Zyklen pro Sekunde vibrieren. ?Dies ist in der Nähe der Frequenz der 22. Taste eines Klaviers, Fis,? sagte Tomaso Belloni, ein italienisches Mitglied des Teams, das die Signale gemessen hat.
Das internationale Team unter der Leitung von GianLuca Israel, Luigi Stella und Belloni vom italienischen Nationalen Institut für Astrophysik entdeckte die Schwingungen anhand von Daten, die es zwei Tage nach Weihnachten vom Rossi X-Ray Timing Explorer, einem Satelliten zur Untersuchung des fluktuierenden X -Strahlenemissionen von stellaren Quellen. Die eigentümlichen Schwingungen, die die Forscher fanden, begannen drei Minuten nach einer gigantischen Explosion auf einem Neutronenstern, die für nur eine Zehntelsekunde mehr Energie freisetzte, als die Sonne in 150.000 Jahren aussendet. Die Schwingungen gingen dann nach etwa 10 Minuten allmählich zurück.
Neutronensterne sind die dichten, sich schnell drehenden Materiekerne, die aus dem erdrückenden Kollaps eines Sterns resultieren, der seinen gesamten Kernbrennstoff aufgebraucht hat und in einem katastrophalen Ereignis, das als Supernova bekannt ist, explodiert. Der Kollaps ist so vernichtend, dass Elektronen in den Atomkern gezwungen werden und sich mit Protonen zu Neutronen verbinden. Die resultierende Kugel aus Neutronen ist so dicht – sie packt die Masse der Sonne in eine Kugel mit nur 10 Meilen Durchmesser –, dass ein Löffel ihrer Materie auf der Erde Milliarden Tonnen wiegen würde.
Die meisten der Millionen Neutronensterne in unserer Milchstraße erzeugen Magnetfelder, die eine Billion Mal stärker sind als die der Erde. Aber Astrophysiker haben weniger als ein Dutzend ultrahoher magnetische Neutronensterne entdeckt, die als 'Magnetare' bezeichnet werden. mit tausendmal stärkeren Magnetfeldern - stark genug, um auf halbem Weg zum Mond Informationen von einer Kreditkarte abzustreifen.
Diese intensiven Magnetfelder sind stark genug, dass sie manchmal die Kruste von Neutronensternen einknicken und ?Sternenbeben? die zur Freisetzung von Gammastrahlen führen, einer energiereicheren Strahlungsform als Röntgenstrahlen. Vier dieser Magnetare sind dafür bekannt und werden als 'weiche Gamma-Repeater' bezeichnet. oder SGRS, von Astrophysikern, weil sie zufällig aufflammen und eine Reihe kurzer Gammastrahlenausbrüche freisetzen.
SGR 1806-20, die formelle Bezeichnung des Neutronensterns, der am 27. Dezember 2004 explodierte und Röntgenstrahlen durch die Galaxie schickte - einen Blitz erzeugte, der heller war als alles, was jemals jenseits des Sonnensystems entdeckt wurde -, ist einer von ihnen. Der Blitz war so hell, dass er alle Röntgensatelliten im Weltraum für einen Moment blendete und die obere Erdatmosphäre erhellte.
Astrophysiker vermuten, dass der Ausbruch von Gamma- und Röntgenstrahlung bei dieser ungewöhnlich großen Explosion von einem stark verdrehten Magnetfeld um den Neutronenstern gekommen sein könnte, das plötzlich brach und ein Titanenbeben auf dem Neutronenstern auslöste.
?Das Szenario war wahrscheinlich analog zu einem verdrehten Gummiband, das schließlich brach und dabei eine enorme Energiemenge freisetzte? sagte Rothschild. ?Mit dieser Energiefreisetzung konnte sich das Magnetfeld um den Magnetar vermutlich auf eine stabilere Konfiguration entspannen.?
Der Energieblitz vom 27. Dezember wurde von mehreren anderen NASA- und europäischen Satelliten entdeckt und von Radioteleskopen auf der ganzen Welt aufgezeichnet. Es war bereits Gegenstand zahlreicher wissenschaftlicher Arbeiten, die in den letzten Monaten veröffentlicht wurden.
?Das plötzliche und überraschende Auftreten dieser riesigen Flare, die uns helfen wird, mehr über die Natur von Magnetaren und den inneren Aufbau von Neutronensternen zu erfahren? sagte Rothschild, 'unterstreicht die Bedeutung von Satelliten und Teleskopen mit der Fähigkeit, ungewöhnliche und unvorhersehbare Phänomene im Universum aufzuzeichnen.'
Andere Mitglieder des internationalen Teams waren Pier Giorgio Casella, Simone Dall'Osso und Massimo Persic vom italienischen Nationalen Institut für Astrophysik; Yoel Rephaeli von der UCSD und der Universität von Tel Aviv; Duane Gruber, ehemals UCSD und jetzt bei der Eureka Scientific Corporation in Oakland, Kalifornien; und Nanda Rea vom Nationalen Institut für Weltraumforschung in den Niederlanden.
Originalquelle: UCSD-Pressemitteilung
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