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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Authentisches Sternenkino |
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| | | Erstmals konnte ein internationales Astronomenteam den Ausbruch eines Neutronensterns beobachten, der riesige Gasblasen ins Weltall schleuderte. Die Eruptionen sollen neue Einblicke in die Natur von Neutronensternen und Schwarzen Löchern ermöglichen. |
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Gas-Ausbrüche gefilmt |
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Die Wissenschaftler aus den USA, Australien, China, Japan und Südafrika stellten ihre Ergebnisse und diverse Filmaufnahmen jetzt in den 'Astrophysical Journal Letters' vor. Die Beobachtungen sollen nach eigenen Angaben helfen, die von Neutronensternen und Schwarzen Löchern produzierten Gas-Ausbrüche entlang enger Strahlenbahnen in unserer Galaxie und darüber hinaus besser zu verstehen.
Im letzten Jahrzehnt konnten etliche jener Gas-Ausbrüche beobachtet werden, und zwar bei 'näher' gelegenen Neutronensternen wie bei Schwarzen Löchern weit entfernter Galaxien. Bei näherer Betrachtung konnten Astronomen erkennen, wie sich entlang eines Strahles die ausgestoßenen Gasblasen schließlich in einen Hagel aus Plasma verwandelten, der sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit bewegte.
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Der Beginn des Ausbruchs
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Die Darstellung zeigt den Beginn des Ausbruchs einer Gasblase sowie die Bildung eines Strahles, dem entlang weitere Gasblasen folgen.
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Neutronensterne ...
... sind Sterne, die im Wesentlichen aus Neutronen bestehen und bei einem Radius von etwa 5-10 km eine Dichte von rund 1013 bis 1015 g/cm3 haben. Ihre Masse beträgt etwa 1,5-3 Sonnenmassen. Die Zentraltemperatur beträgt 10 Milliarden Grad Celsius. Rasch rotierende Neutronensterne sind in bestimmten Fällen auch Pulsare. Neutronensterne entstehen aus dem Gravitationskollaps eines massereichen, alternden Sterns, dessen Energievorräte erschöpft sind. Erstmals wurden sie von J. R. Oppenheimer 1939 und W. Baade und F. Zwicky 1935 vermutet. Die ersten Neutronensterne wurden 1967 von A. Hewish und J. Bell entdeckt. Sie treten als Pulsare in Erscheinung. |
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Hoher Gasdruck als Auslöser |
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Die Astronomen glauben, dass ein im Inneren des Neutronensterns entstehender gewaltiger Druck heißen Gases der Auslöser für jene Ausbrüche sei. Ein messbarer Röntgenstrahl-Impuls nahe des Neutronensterns gehe dabei jedes mal jenen Ausbrüchen als untrügliches Zeichen voraus, so die Wissenschaftler.
Bislang war es schwierig, diese Thesen zu überprüfen. Die ausgespuckten Gasblasen kühlen schnell ab und werden für Röntgenstrahl-Teleskope unsichtbar. Viele optische wie auch Radioteleskope auf dem ganzen Globus müssen gleichzeitig jene Gasausbrüche beobachten, um die einzelnen Phasen erkennen und verstehen zu können.
Der logistische und politische Aufwand für diese Operation hatte in der Vergangenheit viele Wissenschaftlerteams abgeschreckt.
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Energieübertragung entlang des Strahles
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Die Darstellung zeigt die Energieübertragung entlang des Strahles zur bereits ausgestoßenen Gasblase.
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Schwarze Löcher
Objekte, die eine so starke Schwerkraft haben, dass nicht nur materielle Teilchen, sondern auch sämtliche elektromagnetische Strahlen das Gebilde nicht verlassen können. Ein schwarzes Loch kann so nicht direkt nachgewiesen werden. Schwarze Löcher können das Endergebnis einer Sternentwicklung von sehr massereichen Sternen sein. Nach der Theorie vom Urknall könnten sie auch Überreste aus der Zeit der Weltentstehung vor rund 15 Milliarden Jahren sein. Prinzipiell könnte ein schwarzes Loch vor allem dann nachgewiesen werden, wenn dieses Partner eines engen Doppelsternsystems ist. In diesem Falle muss von dem normalen Partner ein Gasstrom auf das schwarze Loch überfließen. Bei der Gasbeschleunigung würde eine intensive Röntgenstrahlung entstehen. Bei Röntgenquellen könnten aber auch Neutronensterne (siehe oben) als Partner auftreten. |
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Sternstunde 1999 |
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1999 war es dann endlich so weit. Über einen Zeitraum von 56 Stunden wurde der Neutronenstern "Scorpius X-1" von einem weltweiten Netzwerk von Radioteleskopen, dem "Very Long Baseline Array (VLBA)" und einer Reihe zusätzlicher Radioteleskope in Australien, China, Japan und Südafrika unter die Lupe genommen.
Zusätzlich verfolgten zwei optische Observatorien und der im Orbit kreisende "Rossi X-ray Timing Explorer" das Ereignis.
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Fortgeschrittenes Stadium des Ausbruches
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Die Abbildung zeigt ein fortgeschritteneres Stadium des Ausbruches mit einer gewachsenen Gasblase.
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Prognosen bestätigt |
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Der von den Astronomen aufgezeichnete "Film" konnte ihre Vorhersagen bestätigen. Kurz vor dem Gasausbruch tauchte der prognostizierte Röntgenstrahl-Impuls auf, der von Gasausbrüchen gefolgt wurde, die zwei Gasblasen-Paare in die jeweils entgegengesetzte Richtung in den Weltraum schleuderten. Und das mit 95 Prozent der Geschwindigkeit des Lichtes (ca. 300.000 km/sec).
Ein paar Stunden später konnte man einen Ausbruch beobachten, der mit bereits abgekühltem Material aus den ersten Eruptionen sozusagen 'nachzog'. "Dies ist das erste Mal, dass wir den vollständigen Zyklus solcher Ausbrüche beobachten konnten", begeistert sich der Studienleiter Ed Fomalont, Astronom am "National Radio Astronomy Observatory In Socorro", New Mexico, USA. Der nächste Schritt liegt für die Astronomen jetzt in der Suche nach den Ursachen jener gewaltigen Gasausbrüche.
(red)
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01.01.2010 |
