💫 Wie ein Millisekunden-Pulsar Astronomen jahrelang täuschte?

Neutronensterne, diese ultra-dichten stellaren Überreste, überraschen Wissenschaftler weiterhin. Ein internationales Team nutzte das NASA-Weltraumteleskop IXPE, um PSR J1023+0038 zu untersuchen, einen Millisekunden-Pulsar, der mit einem Begleitstern interagiert. Entgegen den Erwartungen stammen die Röntgenstrahlen nicht von der Akkretionsscheibe, sondern von einem Partikelwind, der vom Pulsar selbst ausgestoßen wird.


Dieser besondere Pulsar wechselt zwischen zwei Zuständen: Manchmal zieht er Materie von seinem Nachbarstern an, manchmal sendet er Radiowellen aus. Diese Dualität macht ihn zu einem bevorzugten Studienobjekt, um die Entwicklung von Neutronensternen in Doppelsternsystemen zu verstehen. Die polarimetrischen Beobachtungen von IXPE zeigten, dass Röntgenstrahlen und sichtbares Licht dieselbe Polarisation aufweisen, was auf eine gemeinsame Quelle hindeutet.

Die Forscher verglichen die IXPE-Daten mit denen des Very Large Telescope der ESO in Chile. Diese Zusammenarbeit ergab, dass der Pulsarwind – eine Mischung aus Teilchen, die auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden – für die Röntgenemissionen verantwortlich ist. Diese Entdeckung stellt frühere Modelle infrage, die diese Strahlung der Akkretionsscheibe zuschrieben.

Diese Studie eröffnet neue Perspektiven für das Verständnis der physikalischen Mechanismen in Doppelsternsystemen mit Pulsaren. Neutronensterne, obwohl Überreste toter Sterne, erhellen das Universum weiterhin auf unerwartete Weise. Zukünftige IXPE-Beobachtungen versprechen weitere Enthüllungen über diese extremen kosmischen Objekte.

Was ist ein Millisekunden-Pulsar?

Ein Millisekunden-Pulsar ist ein Neutronenstern, der sich hunderte Male pro Sekunde um seine eigene Achse dreht. Diese Objekte findet man oft in Doppelsternsystemen, wo sie Materie von einem Begleitstern stehlen.

Diese Materie überträgt beim Aufprall auf den Pulsar Energie und beschleunigt dessen Rotation. Dieser Prozess kann Milliarden von Jahren dauern, bis der Pulsar unglaublich hohe Rotationsgeschwindigkeiten erreicht.

Millisekunden-Pulsare senden Strahlungsbündel von ihren magnetischen Polen aus. Wie ein kosmischer Leuchtturm streichen diese Bündel durch den Raum und können von der Erde aus als regelmäßige Pulse nachgewiesen werden.

Diese Objekte sind natürliche Labore, um Physik unter extremen Bedingungen zu studieren, die auf der Erde nicht nachgebildet werden können.

Wie misst man die Polarisation von Licht?

Die Polarisation von Licht ist eine Eigenschaft, die die Schwingungsrichtung elektromagnetischer Wellen beschreibt. Sie kann Informationen über Magnetfelder und die physikalischen Prozesse hinter der Lichtemission liefern.

Teleskope wie IXPE nutzen spezielle Detektoren, um diese Polarisation zu messen. Diese Instrumente können bestimmen, in welche Richtung Lichtwellen schwingen, nachdem sie verschiedene Medien durchquert haben.

Bei Röntgenstrahlen ist die Messung der Polarisation besonders schwierig. Sie erfordert fortschrittliche Technologien, da diese hochenergetische Strahlung anders mit Materie interagiert als sichtbares Licht.

Polarisationsdaten helfen Astronomen, Magnetfelder zu kartieren und die Beschleunigungsmechanismen von Teilchen im Universum zu verstehen.