Astronomen beobachten erstmals, wie ein Neutronenstern Materie verschlingt

Zum ersten Mal in der Geschichte ist es Wissenschaftlern gelungen, die Bewegung von Materie, die auf die Oberfläche eines Neutronensterns – eines Pulsars – fällt, detailliert zu beobachten. Laut den Ergebnissen einer im Journal Science Advances veröffentlichten Studie zeigten Daten, die mit einem japanischen Weltraumobservatorium gewonnen wurden, dass Materie den Stern auf verschiedene Weise erreicht und zu bestimmten Zeiten eine spiralförmige Scheibe um ihn herum bildet. Dies berichtet Ixbt.com berichtet .

Wie die Publikation IXBT.com schreibt, wurde als Beobachtungsobjekt das Röntgen-Doppelsternsystem GX 301-2 ausgewählt, das sich im Sternbild Kreuz des Südens in einer Entfernung von etwa 9.900 Lichtjahren von der Erde befindet. Dieses System besteht aus einem Neutronenstern-Pulsar mit extrem starker Gravitation und einem massereichen Stern, deren Wechselwirkung die Untersuchung wichtiger astrophysikalischer Prozesse ermöglicht.

Der Pulsar zieht kontinuierlich Materie von seinem Begleitstern ab. Das eingefangene Gas beschleunigt auf enorme Geschwindigkeiten, erhitzt sich auf extreme Temperaturen und beginnt im Röntgenbereich hell zu strahlen. Dieser als Akkretion bekannte Prozess ist die Hauptursache für die starken Röntgenausbrüche in solchen Systemen.

Entdeckung durch neue Technologien

Obwohl Wissenschaftler den allgemeinen Prozess bisher verstanden hatten, konnten sie nicht direkt sehen, wie sich Materie in unmittelbarer Nähe eines Neutronensterns bewegt. Das japanische Röntgen-Weltraumobservatorium XRISM, das 2023 ins All gestartet wurde, hat die Situation grundlegend verändert.

Die hochpräzise Röntgenspektroskopie dieses modernen Observatoriums ermöglichte es, die Bewegungsgeschwindigkeit und Richtung des heißen Plasmas anhand seiner Strahlungseigenschaften zu bestimmen. Die Beobachtungen zeigten, dass die Materie die meiste Zeit in Form eines ruhigen, turbulenten Stroms, der fast direkt auf den Pulsar gerichtet ist, auf diesen fällt.

Kurz vor und unmittelbar nach der maximalen Annäherung der beiden Objekte ändert sich die Situation jedoch drastisch. In solchen Phasen beginnt die eingefangene Materie zu rotieren und bildet eine temporäre Spiralstruktur um den Pulsar – eine Struktur, die an eine Akkretionsscheibe erinnert.

Verständnis der Physik unter extremen Bedingungen

Die erzielten Ergebnisse bestätigten die theoretischen Annahmen, dass sich um einen Pulsar von Zeit zu Zeit Scheibenstrukturen aus eingefangenem Gas bilden können. Dies hilft, die Natur starker Röntgenausbrüche und die Physik der Akkretion unter Bedingungen extrem starker Gravitation besser zu verstehen.

Neutronensterne bleiben eines der besten natürlichen Labore zur Untersuchung von Materie unter Bedingungen extremer Dichte, starker Magnetfelder und Gravitation, die auf der Erde künstlich nicht nachgeahmt werden können.