Sternenbeben enthüllt inneren Aufbau eines Neutronensterns

Einem deutsch-amerikanischen Forscherteam ist es erstmalig gelungen, einen Blick in das Innere eines Neutronensterns zu werfen.

Muster eines Sternenbebens
Muster eines Sternenbebens

Greenbelt (USA)/Garching - Ähnlich wie bei seismologischen Untersuchungen auf der Erde nutzten die Wissenschaftler Schwingungen des Objekts, um Informationen über seinen inneren Aufbau zu erhalten. Die Kruste des Neutronensterns ist, so zeigte sich, etwa 1,5 Kilometer dick und so dicht gepackt, dass ein Teelöffel dieser Materie auf der Erde 10 Millionen Tonnen wiegen würde.

Eine starke Explosion auf dem Neutronenstern SGR 1806-20 im Dezember 2004 ermöglichte die Messungen, die ein absolutes Novum darstellen. "Diese Explosion war die stärkste jemals beobachtete ihrer Art. Wir vermuten, dass sie den Stern durchgeschüttelt und ihn praktisch wie eine Glocke zum Klingen gebracht hat", so Tod Strohmayer vom Goddard Space Flight Center der Nasa, einer der beteiligten Forscher. "Obwohl die durch die Explosion erzeugten Vibrationen schwach sind, geben sie ganz genaue Hinweise darauf, woraus diese merkwürdigen Sterne bestehen. Wie bei einer Glocke hängen die Schwingungen im Neutronenstern davon ab, wie die Wellen durch Schichten verschiedener Dichte laufen, die elastisch oder fest sein können."

Neutronensterne sind Überreste von Sternen, deren Gesamtmasse einst ein Vielfaches der Masse unserer Sonne betrug. Sie enthalten ungefähr die 1,4-fache Masse der Sonne, die allerdings in einer Kugel von lediglich 20 Kilometern Durchmesser zusammengepresst ist. Der von Strohmayer und Anna Watts vom Max-Planck-Institut für Astrophysik in Garching untersuchte Neutronenstern SGR 1806-20 befindet sich etwa 40.000 Lichtjahre von der Erde entfernt im Sternbild Schütze. Das Objekt gehört zu einer bestimmten Art von stark magnetisierten Neutronensternen, die Magnetare genannt werden.

Am 27. Dezember 2004 ereignete sich auf der Oberfläche von SGR 1806-20 eine Explosion mit noch nie da gewesener Stärke. Sie wurde vermutlich durch eine plötzliche Veränderung im gewaltigen Magnetfeld des Sterns verursacht, wodurch die Kruste aufgesprengt und wahrscheinlich ein gewaltiges Sternbeben ausgelöst wurde. Die große Zahl von Frequenzen, die bei diesem Beben auftraten, gleicht nach Angaben der beiden Forscher "mehr einem Akkord als einem einzelnen Ton" und ermöglichte es, die Dicke der Neutronensternkruste abzuschätzen. Strohmayer und Watts hoffen, mit der Sternbeben-Seismologie künftig viele weitere Eigenschaften von Neutronensternen zu bestimmen.