Astronomen beobachten einmaligen Glitch bei einem Röntgenpulsar

Kompositbild des Röntgenpulsars SXP 1062 mit dem umgebenden Supernova-Überrest. Das Falschfarbenbild kombiniert Röntgendaten (blau) und optische Daten (Sauerstoff: grün, Wasserstoff: rot). (Credit: ESA / XMM-Newton / L. Oskinova, University of Potsdam, Germany / M. Guerrero, Instituto de Astrofisica de Andalucia, Spain (X-ray); Cerro Tololo Inter-American Observatory / R. Gruendl & Y. H. Chu, University of Illinois at Urbana-Champaign, USA (optical))
Kompositbild des Röntgenpulsars SXP 1062 mit dem umgebenden Supernova-Überrest. Das Falschfarbenbild kombiniert Röntgendaten (blau) und optische Daten (Sauerstoff: grün, Wasserstoff: rot). (Credit: ESA / XMM-Newton / L. Oskinova, University of Potsdam, Germany / M. Guerrero, Instituto de Astrofisica de Andalucia, Spain (X-ray); Cerro Tololo Inter-American Observatory / R. Gruendl & Y. H. Chu, University of Illinois at Urbana-Champaign, USA (optical))

Die Entdeckung der bislang größten Zeitabweichung bei einem Pulsar ist die erste Bestätigung dafür, dass Pulsare in Doppelsternsystemen das seltsame Phänomen namens "Glitch" zeigen. Die Studie wird den den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society veröffentlicht.

Pulsare sind ein möglicher Überrest der letzten Stadien in der Entwicklung massereicher Sterne. Solche Sterne beenden ihr Leben mit gigantischen Supernova-Explosionen, wobei sie ihre stellare Materie in den Weltraum schleudern und ein extrem dichtes und kompakt zurücklassen. Das kann entweder ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch sein.

Wenn ein Neutronenstern zurückbleibt, kann er ein sehr starkes Magnetfeld besitzen und extrem schnell rotieren. Dabei emittiert er einen Strahlungspuls, der beobachtet werden kann, wenn er in Richtung Erde zeigt, ähnlich wie der Strahl eines Leuchtturms den Beobachter streift. Für den Beobachter auf der Erde sieht es so aus, als würde der Stern Lichtpulse emittieren, daher der Name Pulsar.

Jetzt hat eine Gruppe Wissenschaftler von der Middle East Technical University und der Başkent University in der Türkei eine plötzliche Veränderung in der Rotationsgeschwindigkeit des speziellen Pulsars SXP 1062 entdeckt. Diese Sprünge bei der Rotationsfrequenz werden als Glitches bezeichnet und kommen bei isolierten Pulsaren häufig vor. Allerdings wurden sie bislang noch nicht bei Pulsaren eines Doppelsternsystems wie SXP 1062 beobachtet (das sind Pulsare, die sich gegenseitig mit einem begleitenden Weißen Zwerg oder einem anderen Neutronenstern umkreisen).

SXP 1062 liegt in der Kleinen Magellanschen Wolke, einer Satellitengalaxie unserer eigenen Milchstraßen-Galaxie, die mit einer Entfernung von etwa 200.000 Lichtjahren eine unserer nächsten galaktischen Nachbarn ist. Der Hauptautor der Studie, der Doktorand M. Miraç Serim , betreut von Professor Altan Baykal, sagte: "Dieser Pulsar ist besonders interessant, weil er einerseits seinen Partner als Teil eines Doppelsternsystems umkreist, und andererseits weil er von den Überresten jener Supernova-Explosion umgeben ist, die ihn erschuf."

Man vermutet, dass der Pulsar die übrig gebliebene Materie der Supernova-Explosion anzieht – dieser Prozess wird als Akkretion bezeichnet. Das Team glaubt, dass die Größe des Glitch auf den gravitativen Einfluss seines Begleitsterns und die Akkretion der umgebenden Materie zurückzuführen ist, die gemeinsam starke Kräfte auf die Kruste des Neutronensterns ausüben. Wenn diese Kräfte nicht länger aufrechtzuerhalten sind, überträgt eine plötzliche Veränderung in der inneren Struktur Drehimpuls auf die Kruste, was die Rotationsfrequenz des Pulsars sehr abrupt verändert und einen Glitch produziert.

"Der Frequenzsprung, der bei diesem Glitch beobachtet wurde, ist der bislang größte und einzigartig für diesen speziellen Pulsar", kommentierte Dr. Şeyda Şahiner, eine Co-Autorin der Studie. "Die Größe des Glitch spricht dafür, dass sich der innere Aufbau von Neutronensternen in Doppelsternsystemen vom Aufbau isolierter Neutronensterne recht deutlich unterscheiden könnte."

Diese Forschungsarbeit wurde ursprünglich 2017 auf der European Week of Astronomy and Space Science (EWASS) vorgestellt. Im kommenden Jahr wird die EWASS zusammen mit dem UK National Astronomy Meeting in Liverpool abgehalten.

Die im Juni 2017 gestartete NASA-Mission NICER (Neutron Star Interior Composition Explorer) wird Nachfolgebeobachtungen dieser Arbeit durchführen. Das Team hofft, dass die Entdeckung zu einem besseren Verständnis über den Aufbau von Neutronensternen führen und der Zustandsgleichung von Neutronensternen neue Grenzen setzen könnte.

Quelle

(THK)

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