Neutronensterne: Harte Kruste

Numerische Simulationen zeigen, dass die Kruste von Sternenleichen erheblich fester ist als bislang vermutet

Neutronenstern
Neutronenstern

Bloomington (USA) - Gebirge auf Neutronensternen sind zehnmal höher als bislang gedacht: Sie können sich bis zu zehn Zentimeter über ihre Umgebung erheben. Das zeigen numerische Simulationen der Kruste von Neutronensternen, über die zwei amerikanische Forscher demnächst im Fachblatt "Physical Review Letters" berichten. Demnach ist die Kruste zehn Milliarden Mal härter als gewöhnlicher Stahl.

"Gebirge auf schnell rotierenden Neutronensternen sind effektive Sender von Gravitationswellen", erläutern Charles Horowitz von der Indiana University und Kai Kadau vom Los Alamos National Laboratory die Bedeutung ihrer Arbeit. Rotierende Neutronensterne strahlen nämlich nur dann Gravitationswellen ab, wenn sie keine perfekt runden Körper sind. Mit großen Detektoranlagen wie Ligo in den USA, Virgo in Italien und Geo600 in Deutschland suchen Physiker überall auf der Welt fieberhaft nach diesen Schwingungen der Raumzeit - bislang allerdings ohne Ergebnis.

Neutronensterne sind extrem kompakte Überreste von massereichen Sternen. Die Materie ist in den nur etwa 20 Kilometer durchmessenden Himmelskörpern so dicht gepackt wie in Atomkernen. Im Inneren der Neutronensterne bildet sich eine Art dichter Flüssigkeit aus Neutronen, die von einer ein bis zwei Kilometer dicken Kruste umgeben ist, in der sich neutronenreiche Atomkerne kristallartig anordnen. Bislang gingen die Astrophysiker davon aus, dass sich auf dieser Kruste höchstens wenige Millimeter große Erhebungen bilden könnten.

Die Simulationen von Horowitz und Kadau zeigen nun, dass die Kristallgitter in der Kruste von Neutronensternen durch den enormen Druck, der dort herrscht, von großer Reinheit sind. Dadurch gewinnt die Kruste an Festigkeit und kann größere Erhebungen tragen. Zehn Zentimeter hohe Erhebungen könnten nach den Berechnungen von Horowitz und Kadau zur Abstrahlung von Gravitationswellen führen, die mit dem Ligo-Detektor nachweisbar wären.