Neuer Rekord: Neutronenstern rotiert unerwartet schnell

Der Neutronenstern XTE J1739-285 dreht sich 1122-mal pro Sekunde um sich selbst. Damit übertrifft er nicht nur den bisherigen Rekordhalter -- 619 Umdrehungen pro Sekunde -- bei weitem, sondern auch das von den Astronomen vermutete Limit von 760 Umdrehungen pro Sekunde für die Rotation von Neutronensternen.

Madrid (Spanien) - Ein Team europäischer und amerikanischer Forscher berichtet jetzt im Fachblatt "Astrophysical Journal" über ihre bereits im November 2005 durchgeführten Messungen, die zur Entdeckung der rasanten Rotation von XTE J1739-285 führten.

"Das von uns entdeckte Signal liegt gerade eben über der Grenze, ab der wir glauben, etwas Reales zu sehen", erklärt Erik Kuulkers vom Integral Science Operations Center der europäischen Raumfahrtbehörde ESA in Spanien. "Wir brauchen unbedingt weitere Beobachtungen. Erst, wenn wir dieses Signal noch einmal sehen, werden uns alle glauben."

Neutronensterne sind die kompakten Überreste großer Sterne. Sie haben einen Durchmesser von nur etwa zehn Kilometern, enthalten aber so viel Masse wie unsere Sonne. Ein Fingerhut Materie aus einem Neutronenstern würde auf der Erde hundert Millionen Tonnen wiegen. Wenn ein solcher Neutronenstern einen anderen, normalen Stern umkreist, kann er diesem Stern Materie entreißen. Die Materie lagert sich auf dem Neutronenstern ab. Wenn diese Schicht eine Dicke von fünf bis zehn Metern erreicht hat, kommt es in ihr zu einer thermonuklearen Explosion

Bei diesen Ausbrüchen, die bis zu mehreren Minuten andauern, wird Röntgenstrahlung freigesetzt. XTE J1739-285 wurde in einer solchen aktiven Phase im Oktober 1999 mit dem amerikanischen Satelliten "Rossi X-ray Timing Explorer" (RXTE) aufgespürt. Kuulkers konnte gemeinsam mit seinen Kollegen von Oktober bis November 2005 rund 20 weitere Ausbrüche mit dem europäischen Röntgensatelliten Integral und RXTE beobachten.

Der hellste Ausbruch fand am 4. November 2005 statt -- und in diesem Ausbruch stießen Kuulkers und seine Kollegen auf schnelle Oszillationen mit einer Frequenz von 1122 Hertz, also 1122 Schwingungen pro Sekunde. Die Beobachtung anderer Neutronensterne hat in der Vergangenheit gezeigt, dass solche Oszillationen die Rotation der Objekte widerspiegeln. Allerdings liegen die bislang gemessenen Rotationsraten von Neutronensternen zwischen 270 und 619 Umdrehungen pro Sekunde. Aus der Verteilung der Rotationsraten hatten die Astronomen daher auf eine obere Grenze von 760 Umdrehungen pro Sekunde geschlossen.

Für Kuulkers und seine Kollegen war es eine Überraschung, dass XTE J1739-285 dieses Limit so deutlich übertrifft. Denn es ist physikalisch klar, dass Neutronensterne nicht beliebig schnell rotieren können. Ab welcher Rotationsgeschwindigkeit die Fliehkraft ein solches kompaktes Objekt auseinander reißen würde, hängt allerdings von seinem inneren Aufbau ab. "Unsere vorläufige Entdeckung einer 1122-Hertz-Oszillation liefert deshalb starke Einschränkungen für die theoretischen Modelle von Neutronensternen", so Kuulkers. "Wenn wir weitere Neutronensterne mit so hohen Rotationsraten finden, müssten wir eine Reihe von Vorstellungen von ihrem inneren Aufbau zu verwerfen."