Neutronenstern
Neutronenstern
Neutronensterne sind Sterne von extrem hoher Dichte, in denen die 1,5 bis 2,5fache Sonnenmassen in einem Stern mit einem Radius von nicht mehr als 10 km konzentriert.
Merkmale:
Neutronensterne stellen das Endprodukt von Sternen mit mindestens zehnfacher Sonnenmasse dar. Nachdem alle möglichen Kernprozesse abgeschlossen sind, gewinnt die Gravitationskraft die Oberhand und der Stern zieht sich rasch zusammen. Es kommt zu einer enormen Erwärmung, die noch einmal Kernreaktionen auslöst, welche jedoch zu einer gewaltigen Explosion führen; das Ende des Sterns in Form einer Supernova ist gekommen. Durch die Explosion werden die äußeren Schichten abgestoßen, während der Kern – sofern seine Masse zweieinhalb Sonnenmassen nicht übersteigt – einen Gravitationskollaps durchmacht. Als Ergebnis bildet sich ein kleiner Stern von enormer Dichte – ein Neutronenstern. Ist die Masse des Kerns höher, so entsteht ein schwarzes Loch.
Merkmale:
Neutronensterne stellen das Endprodukt von Sternen mit mindestens zehnfacher Sonnenmasse dar. Nachdem alle möglichen Kernprozesse abgeschlossen sind, gewinnt die Gravitationskraft die Oberhand und der Stern zieht sich rasch zusammen. Es kommt zu einer enormen Erwärmung, die noch einmal Kernreaktionen auslöst, welche jedoch zu einer gewaltigen Explosion führen; das Ende des Sterns in Form einer Supernova ist gekommen. Durch die Explosion werden die äußeren Schichten abgestoßen, während der Kern – sofern seine Masse zweieinhalb Sonnenmassen nicht übersteigt – einen Gravitationskollaps durchmacht. Als Ergebnis bildet sich ein kleiner Stern von enormer Dichte – ein Neutronenstern. Ist die Masse des Kerns höher, so entsteht ein schwarzes Loch.
Die Dichte eines Neutronensterns bewegt sich dabei in der Größenordnung von 1015 g/cm3 ; dies bedeutet, dass 1 cm3 Neutronenstern-Materie auf der Erde ca. 1 Mrd. Tonnen wiegen würde. Im Inneren des Neutronensterns werden Elektronen und Protonen dermaßen zusammengepresst, dass sie sich in Neutronen und Neutrinos umwandeln, die den Kollaps beenden. Diese Neutronisierung dauert so lange an, bis der Großteil des Kerns aus Neutronen besteht.
Als Folge des Gravitationskollapses wird die Rotationsbewegung des Sterns enorm beschleunigt, bis sich die Periode in der Größenordnung von Millisekunden bewegt, was auch der Periode der Pulsare entspricht.
Emissionen:
Normalerweise wird bei einem Stern die abgegebene Strahlung durch Kernfusionsprozesse gespeist, die in seinem Inneren ablaufen. Bei einem Neutronenstern gibt es keine derartigen Prozesse mehr, sodass im Inneren keine Energie mehr erzeugt wird. Aus diesem Grund also stammen die elektromagnetischen Emissionen eines Neutronensterns, der als Pulsar aktiv ist, nicht aus dem Inneren des Sterns – sie werden vielmehr an der Oberfläche erzeugt. Ursache dafür ist das ausgeprägte Magnetfeld des Neutronensterns, das Millionen Mal stärker als das der Sonne ist. In der Magnetosphäre werden die Elektronen und Positronen auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Dabei geben die Teilchen einen Teil ihrer Bewegungsenergie in Form von elektromagnetischer Strahlung, der sogenannten Synchrotronstrahlung, ab.
Als Folge des Gravitationskollapses wird die Rotationsbewegung des Sterns enorm beschleunigt, bis sich die Periode in der Größenordnung von Millisekunden bewegt, was auch der Periode der Pulsare entspricht.
Emissionen:
Normalerweise wird bei einem Stern die abgegebene Strahlung durch Kernfusionsprozesse gespeist, die in seinem Inneren ablaufen. Bei einem Neutronenstern gibt es keine derartigen Prozesse mehr, sodass im Inneren keine Energie mehr erzeugt wird. Aus diesem Grund also stammen die elektromagnetischen Emissionen eines Neutronensterns, der als Pulsar aktiv ist, nicht aus dem Inneren des Sterns – sie werden vielmehr an der Oberfläche erzeugt. Ursache dafür ist das ausgeprägte Magnetfeld des Neutronensterns, das Millionen Mal stärker als das der Sonne ist. In der Magnetosphäre werden die Elektronen und Positronen auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt. Dabei geben die Teilchen einen Teil ihrer Bewegungsenergie in Form von elektromagnetischer Strahlung, der sogenannten Synchrotronstrahlung, ab.
© Matthias Voß