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Sensationelle Entdeckung im All

Rätselraten um Röntgenimpulse eines Sterns Sensationelle Entdeckung im All

Potsdamer Wissenschaftlern ist die Beobachtung eines bislang einzigartigen Phänomens geglückt: Ein verhältnismäßig gewöhnlicher Stern im Sternbild Großer Hund gibt nicht wie die Sonne relativ gleichmäßige Röntgenstrahlung ab, sondern blinkt wie eine warnende Ampel in der Nacht.

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Der ESA-Satellit XMM-Newton.

Quelle: ESA-C. Carreau

Potsdam. Der 1500 Lichtjahre entfernte Himmelskörper namens „Xi1“ strahlt in einem verblüffend genauen Intervall von fünf Stunden mehr oder weniger Röntgenimpulse aus – wird also gewissermaßen heller und dunkler. Bislang war ein solches Pulsieren nur  von Kleinstsonnen wie extrem dichten Neutronensternen und sogenannten Weißen Zwergen bekannt.

Variation der Röntgenstrahl-Emission des Sternes Xi1 CMa.

Quelle: ESA/XMM-Newton/L. Oskinova (Universität Potsdam)

„Eine solche Entdeckung führt immer dazu, Sterne besser zu verstehen“, zeigt sich die an der Studie beteiligte Swetlana Hubrig vom Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) begeistert. Letztlich könne „Xi1“ zu neuen Erkenntnissen über die Entwicklung neuer Himmelskörper in noch jungen Sternenentstehungsgebieten im All führen. Starke Magnetfelder, wie der neu entdeckte Pulsar sie abstrahlt, „spielen eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von Sternen“, ergänzt die Leiterin des Beobachtungsprojekts Lidia Oskinova von der Universität Potsdam (UP). Die Astrophysikerin hatte „Xi1“ eher durch einen Zufall im Rahmen eines anderen Forschungsvorhabens entdeckt.

Kombiniertes Bild im Röntgen- und optischen Licht

Quelle: L. Oskinova (UP), ESA/XMM-Newton und STScI Digitized Sky Survey DSS

Oskinova konnte für ihre wissenschaftlichen Arbeiten zu Röntgenstrahlung abgebenden Himmelskörpern mit extrem starken Magnetfeldern sehr lange Inspektionszeiten des im Vergleich zur Sonne an der Oberfläche fünfmal heißeren und 15mal schwereren hell leuchtenden Xi1 per Satellit verbuchen. Mit dem künstlichen Röntgentrabanten „XMM-Newton“ der europäischen Raumfahrtagentur Esa nahm sie den fernen Himmelskörper 29 Stunden ins Visier. Dabei fiel das auf die Sekunde stabile Pulsieren des Sterns im Röntgenbereich auf. Im Spektrum des sichtbaren Lichts ist das entsprechende Phänomen seit etwa einem Jahrhundert bekannt.

Xi1 hatte bereits in der Vergangenheit die Aufmerksamkeit der Potsdamer Forscher auf sich gezogen. Hubrig vom AIP hatte schon vor einiger Zeit herausgefunden, dass das Magnetfeld des Himmelskörpers 5000mal stärker als das unseres heimischen Zentralgestirns. Die ungewöhnlich hohe Intensität der magnetischen Kraft könnte nach Meinung der Wissenschaftler auch eine Ursache für die allein durch die Temperatur nicht zu erklärende pulsierende Röntgenstrahlung des Sterns sein. „Denkbar sind Schockwellen im Magnetfeld“, sagt Hubrig. Die magnetische Anziehungskraft im kosmischen Verhältnis ist für die Wissenschaft bislang ein noch nicht gänzlich geklärtes Phänomen. Im Umfeld sei sie um einiges „kleinteiliger organisiert als in herkömmlichen Magnetfeldern auf der Erde“, so Oskinova.

Der Röntgenhimmel um Xi1 CMa (das helle Objekt in der Mitte), Dreifarbenkomposit.

Quelle: L. Oskinova (UP) und ESA/XMM-Newton

Endgültig klären wollen die Potsdamer Forscher von Universität und AIP das Rätsel der pulsierenden Röntgenstrahlung des Sternes in weiteren Beobachtungsprojekten zur magnetischen Atmosphäre von Xi1 und den entstehenden Sternenwinden. Der aus Elektronen und Protonen bestehende Teilchenstrom ist auch von der heimischen Sonne bekannt und ruft wenn er bis zur Erde vordringen kann das bläulich-grünliche Polarlicht im Bereich des Nordpols hervor.

300-jährige Tradition

  • Geglückt ist den Wissenschaftlern der Universität Potsdam die Beobachtung des pulsierenden Sterns „Xi1“ gemeinsam mit Spezialisten des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP). Die Einrichtung blickt auf eine über 300-jährige Tradition zurück.
  • Als Nachfolger einer der ältesten Sternwarten Deutschlands in Berlin und des ersten astrophysikalischen Observatoriums der Welt auf dem Potsdamer Telegrafenberg ist das AIP eines der führenden Zentren der Sternenforschung in Deutschland. Mit seinen rund 190 Mitarbeitern konzentriert sich das der Leibniz-Forschungsgemeinschaft angehörende Institut auf die Erkundung kosmischer Magnetfelder und auf die extragalaktische Physik, also die Beobachtung von Himmelskörpern außerhalb der Milchstraße.
  • Neben der wissenschaftlichen Arbeit ist das AIP weltweit bekannt für die Entwicklung von Beobachtungstechnik und hat unter anderem die Europäische Südsternwarte in Chile mit Instrumenten ausgerüstet. gd

Die am Dienstag im Wissenschaftsjournal „ Nature Communications“ veröffentliche Untersuchung wurde von den Potsdamern gemeinsam mit Wissenschaftlern aus Belgien und den USA erstellt. Die Forscher wollen auch künftig weiter kooperieren, um die Geheimnisse des fernen Pulsars zu ergründen.

Von Gerald Dietz

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