Pulsare sind riesige Dauermagnete

Kontroverse Theorie erklärt starke Magnetfelder von schnell rotierenden Neutronensternen.

Pulsar
Pulsar

Luleå (Schweden) - Rotierende Neutronensterne - sogenannte Pulsare - können gewaltige Magnetfelder besitzen, die mehr als zehntausend milliardenfach stärker sind als irdische. Wie derart starke magnetische Felder entstehen können, erklärt jetzt ein Forscherduo aus Schweden: Die Elementarteilchen im Inneren der Sternenleichen richten ihre Eigendrehung parallel zueinander aus und machen den Neutronenstern so zu einem gewaltigen Dauermagneten.

"Das würde eine ganze Reihe von Eigenschaften von Pulsaren erklären", schreiben Johan Hansson und Anna Ponga von der Technischen Universität Luleå, "wie zum Beispiel die dauerhafte Schräglage des Magnetfelds zur Rotationsachse, die extreme zeitliche Stabilität der Pulse und die Existenz einer Obergrenze für die Stärke des Magnetfelds." Neutronensterne sind extrem kompakte Überreste alter Sterne - in ihnen ist die Materie so dicht gepackt wie in Atomkernen. In ihrem Inneren bestehen diese Sternenleichen nur noch aus Neutronen, elektrisch neutralen Bausteinen von Atomkernen.

Hansson und Ponga gehen davon aus, dass diese Neutronen ihre Eigendrehung am verbleibenden Magnetfeld des sterbenden Sterns ausrichten. Dadurch addieren sich - ähnlich wie in einem Ferromagneten - die magnetischen Momente der Neutronen und es entsteht ein großer Dauermagnet. Da sich das starke Feld am ursprünglichen Magnetfeld des Sterns ausrichtet und nicht an der Rotation des Neutronensterns, liefert das Modell eine Erklärung für die bislang mysteriöse Schieflage des Feldes.

Allerdings ist umstritten, ob sich Neutronen überhaupt wie von den beiden Forschern vorgeschlagen ausrichten können - das sogenannte Pauli-Prinzip der Quantenmechanik verbietet eigentlich, dass zwei Neutronen exakt den gleichen physikalischen Zustand einnehmen. Hansson und Ponga geben zwar zu, dass ihr Ansatz spekulativ ist, sie verweisen aber auch auf Experimente, die auf geordnete Neutronen-Zustände unter extremen Bedingungen hindeuten. "Man sollte daran denken, dass die nukleare Physik unter derart extremen Bedingungen und Dichten keineswegs vorhersagbar ist", so die Wissenschaftler, "es könnten also viele unerwartete Eigenschaften - wie etwa ein Neutromagnetismus - auftreten."