Es gibt einen neuen Rekordhalter für den hellsten bislang entdeckten Pulsar – und Astronomen versuchen immer noch herauszufinden, wie er so hell leuchten kann. Er gehört nun zu einer kleinen Gruppe rätselhafter, heller Pulsare, die Astronomen dazu bringen, die Art und Weise zu überdenken, wie Pulsare Materie ansammeln oder akkretieren.
Ein Pulsar ist ein rotierender, magnetisierter Neutronenstern, der regelmäßige Strahlungspulse in Form zweier symmetrischen Strahlen durch das Universum sendet. Wenn sie und die Erde geometrisch entsprechend ausgerichtet sind, agieren diese Strahlen wie der Strahl eines Leuchtturms und scheinen an- und auszugehen, während der Pulsar rotiert. Pulsare waren zuvor massereiche Sterne, die in gewaltigen Supernova explodierten und diese kleinen, dichten Sternleichen zurückließen.
Der hellste Pulsar, wie im Journal Science berichtet, trägt die Bezeichnung NGC 5907 ULX. In einer Sekunde emittiert er die gleiche Energiemenge wie unsere Sonne in 3,5 Jahren. Das Weltraumteleskop XMM-Newton der European Space Agency (ESA) fand diesen Pulsar und die NuSTAR-Mission der NASA registrierte das Signal unabhängig davon. Dieser Pulsar liegt 50 Millionen Lichtjahre entfernt, was bedeutet, dass sein Licht aus der Zeit stammt, bevor Menschen die Erde bewohnten. Er ist außerdem der entfernteste bekannte Neutronenstern.
“Dieses Objekt stellt unser derzeitiges Wissen über den Akkretionsprozess ultraheller Pulsare wirklich infrage”, sagte Gian Luca Israel vom INAF-Osservatorio Astronomica di Roma (Italien), der Hauptautor der Science-Studie. “Er ist 1.000 Mal heller als das angenommene Maximum für einen Materie akkretierenden Neutronenstern. Deshalb wird in unseren Modellen etwas anderes gebraucht, um die von dem Objekt freigesetzte enorme Energiemenge zu erklären.”
Über den bisherigen Rekordhalter für den hellsten Pulsar wurde im Oktober 2014 berichtet. NuSTAR hatte M82 X-2 identifiziert, der etwa zwölf Millionen Lichtjahre entfernt in der “Zigarrengalaxie” Messier 82 (M82) liegt und wahrscheinlicher ein Pulsar als ein Schwarzes Loch ist. Der neu entdeckte Pulsar namens NGC 5907 ULX ist zehnmal heller.
Ein anderer extrem heller Pulsar, der dritthellste bekannte, wird als NGC 7793 P13 bezeichnet. Eine Forschungsgruppe nutzte Daten von XMM-Newton und NuSTAR und berichtete in den Astrophysical Journal Letters über die Entdeckung. Eine andere Gruppe verwendete XMM-Newton und veröffentlichte die Entdeckung in den Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Beide Studien erschienen im Oktober 2016. Wissenschaftler bezeichnen die drei extrem hellen Pulsare als ultraleuchtkräftige Röntgenquellen (ultraluminous X-ray sources, ULXs) Vor der Entdeckung im Jahr 2014 nahmen viele Wissenschaftler an, dass die hellsten ULXs Schwarze Löcher sind.
“Sie sind heller als man von einem Materie akkretierenden Schwarzen Loch mit zehn Sonnenmassen erwarten würde”, sagte Felix Fuerst vom European Space Astronomy Center in Madrid, der Hauptautor der Studie in den Astrophysical Journal Letters. Fuerst führte diese Arbeit durch, als er am California Institute of Technology (Caltech) in Kalifornien war.
Wie diese Objekte so hell leuchten können, ist ein Rätsel. Die vorherrschende Theorie besagt, dass diese Pulsare starke, komplexe Magnetfelder näher an ihren Oberflächen besitzen. Ein Magnetfeld würde den Strom einfallender Materie nahe des Neutronensterns verzerren. Das würde dem Neutronenstern erlauben, weiterhin Materie anzusammeln und gleichzeitig hohe Strahlungsmengen zu erzeugen.
Es könnte sein, dass viele weitere ultraleuchtkräftige Röntgenquellen Neutronensterne sind. “Diese Entdeckungen von ‘leichten’, kompakten Objekten, die so hell leuchten, revolutioniert das Gebiet”, sagte Israel.
NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) ist eine Small Explorer Mission, betrieben vom Caltech und geleitet vom Jet Propulsion Laboratory (JPL) der NASA in Pasadena (Kalifornien) für das Science Mission Directorate in Washington. NuSTAR wurde in Partnerschaft mit der Danish Technical University und der Italian Space Agency (ASI) entwickelt. Der Satellit wurde von der Orbital Sciences Corp. in Dulles (Virginia) gebaut. Das Operationszentrum der NuSTAR-Mission ist an der UC Berkeley, und das offizielle Datenarchiv befindet sich am High Energy Astrophysics Science Archiv Research Center der NASA. Die ASI stellt die Bodenstation und ein gespiegeltes Archiv zur Verfügung. Das JPL wird vom Caltech für die NASA betrieben.
(THK)
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