Gesundheit: Geheimnis der Neutronensterne gelüftet

Das Innere von Neutronensternen besteht aus – Neutronen. Bislang hatten die Astrophysiker spekuliert, unter dem hohen Druck könnten sich im Zentrum der Sternenleichen exotische Materiezustände bilden, es könnten freie Quarks etwa oder ein so genanntes Bose-Einstein-Kondensat entstehen. Doch die Ergebnisse einer genauen Vermessung des Neutronensterns EXO 0748-676 durch eine amerikanische Astrophysikerin widersprechen nun diesen Vorstellungen. Die Größe und die Masse des Objekts lassen sich nur erklären, wenn es durch und durch aus dicht gepackten Neutronen besteht, schreibt die Forscherin im Fachblatt „Nature“ (Band 441, Seite 1115).

„Ein Bose-Einstein-Kondensat im Inneren führt zu großen Neutronensternen mit geringen Massen“, erklärt Feryal Özel von der University of Arizona in Tucson, „Quark-Materie dagegen zu kleinen Neutronensternen mit ebenfalls geringen Massen. Beides steht im Widerspruch zu Masse und Radius von EXO 0748-676.“ Denn für diesen Neutronenstern fand Özel einen Radius von 13,8 Kilometern und die 2,1-fache Masse der Sonne – viel zu viel für die exotischen Modelle.

Neutronensterne entstehen bei der Explosion sehr massereicher Sterne am Ende ihres Lebens. Während die Explosion die äußeren Teile des Sterns zerfetzt und ins All hinausschleudert, kollabiert das Sterneninnere zu einem extrem kompakten Objekt. In einem solchen Neutronenstern ist die Materie so dicht gepackt wie in den Atomkernen. Ein Teelöffel Neutronenmaterie würde auf der Erde mehrere Milliarden Tonnen wiegen.

Die genaue Größe und Masse eines Neutronensterns zu messen, ist schwierig. Daher sind diese Größen bei den meisten dieser ultrakompakten Objekte nur recht ungenau bekannt.

EXO 0748-676 ist der einzige bekannte Neutronenstern, dessen Spektrum genügend Details zeigt, um die Rotverschiebung des Lichts durch die starke Anziehungskraft auf der Oberfläche des Neutronensterns genau zu messen. Dies ermöglichte der Astrophysikerin Feryal Özel – zusammen mit weiteren von den Röntgensatelliten XMM-Newton und Rossi gelieferten Beobachtungsdaten – die Masse von EXO 0748-676 mit bislang unerreichter Genauigkeit zu bestimmen. wsa

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