Dieses Bild zeigt eine zusammengesetzte Ansicht des Krebsnebels, eines ikonischen Supernova-Überrests in unserer Milchstraßengalaxie, wie er vom Herschel-Weltraumobservatorium und dem Hubble-Weltraumteleskop betrachtet wird (Bildnachweis: ESA/Herschel/PACS/MESS Key Programme Supernova Remnant Team; NASA, ESA und Allison Loll/Jeff Hester (Arizona State University))
Historische Aufzeichnungen aus aller Welt beschreiben einen hellen Stern, der im Jahr 1054 am Himmel erschien. Heute sind sich die Astronomen sicher, dass es sich bei dem, was unsere Vorfahren sahen, in Wahrheit um einen Stern handelte, der zur Supernova geworden war.
Aber es war nicht irgendeine Supernova. Es war eine Supernova, die schließlich zur Bildung des Krebsnebels führte – einer Ansammlung von interstellarem Gas und Staub, die von der Energie erleuchtet wurde, die während des Todeskampfes eines sich schnell zusammenziehenden nuklearen Ofens freigesetzt wurde.
Der fragliche Stern wurde schließlich zu einem Pulsar – einem schnell rotierenden Neutronenstern – der Impulse elektromagnetischer Strahlung in den Äther aussendet. Darüber hinaus scheint dieser besondere Pulsar ein „Zebra“-Muster im Hochfrequenzbereich des elektromagnetischen Spektrums auszusenden, das sich von allen anderen Pulsaren unterscheidet, die Forscher bisher beobachtet haben.
Und jetzt glaubt ein Astronom der Universität von Kansas, das Rätsel gelöst zu haben.
„Die Emission, die einem Leuchtturmstrahl ähnelt, fegt immer wieder an der Erde vorbei, wenn der Stern rotiert“, sagte Mikhail Medvedev, Hauptautor der Forschungsarbeit, in einer Erklärung. „Wir beobachten dies als gepulste Emission, normalerweise mit einem oder zwei Pulsen pro Rotation. Der spezielle Pulsar, von dem ich spreche, ist als Krebs-Pulsar bekannt und befindet sich im Zentrum des Krebsnebels in 6.000 Lichtjahren Entfernung von uns.“
Erstaunlicherweise beschreibt Medvedev den Krebs-Pulsar als ein Zebramuster, weil seine Emissionen einen ungewöhnlichen Bandabstand im elektromagnetischen Spektrum aufweisen, der proportional zu den Bandfrequenzen ist. „Er ist sehr hell, und zwar in praktisch allen Wellenbereichen“, sagte Medvedev.
„Dies ist das einzige uns bekannte Objekt, das das Zebramuster erzeugt, und es erscheint nur in einer einzigen Emissionskomponente des Krebs-Pulsars. Der Hauptpuls ist ein Breitbandpuls, wie er für die meisten Pulsare typisch ist, mit anderen Breitbandkomponenten, die für Neutronensterne typisch sind“, fügte er hinzu. „Der hochfrequente Zwischenimpuls ist jedoch einzigartig und liegt zwischen 5 und 30 Gigahertz – Frequenzen, die denen eines Mikrowellenofens ähneln.“
Astronomen stießen 2007 zum ersten Mal auf das Muster, aber die Erklärungen waren spärlich.
Medvedev war jedoch in der Lage, eine neuartige Methode zur Messung der Dichte des Pulsarplasmas zu verwenden – überhitzte geladene Teilchen, die den toten Stern umgeben. Er konnte dann feststellen, dass die Plasmamaterie des Krebs-Pulsars die Beugung der elektromagnetischen Impulse verursacht, die für das einzigartige Zebramuster des Neutronensterns verantwortlich sind.
„Durch die Analyse der Streifen können wir auf die Dichte und Verteilung des Plasmas in der Magnetosphäre schließen. Es ist unglaublich, denn diese Beobachtungen ermöglichen es uns, die Messungen der Streifen in eine Dichteverteilung des Plasmas umzuwandeln und somit ein Bild oder eine Tomographie der Magnetosphäre des Neutronensterns zu erstellen“, so Medvedev weiter.
„Der Krebs-Pulsar ist etwas Besonderes – er ist nach astronomischen Maßstäben relativ jung, nur etwa tausend Jahre alt, und hochenergetisch“, sagte er. „Aber er ist nicht allein; wir kennen Hunderte von Pulsaren, von denen mehr als ein Dutzend ebenfalls jung sind. Bekannte binäre Pulsare, die zum Testen von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie verwendet wurden, können mit der vorgeschlagenen Methode ebenfalls erforscht werden. Diese Forschung kann in der Tat unser Verständnis und unsere Beobachtungstechniken für Pulsare, insbesondere für junge, energiereiche Pulsare, erweitern.
Die Studie wurde am 15. November in der Zeitschrift Physical Review Letters veröffentlicht.
