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Australische Wissenschaftler der Universität Sydney und der australischen nationalen Wissenschaftsagentur CSIRO haben einen Neutronenstern entdeckt, der sich vermutlich langsamer dreht als alle bisher gemessenen Sterne.

Kein anderer der bisher über 3.000 entdeckten Neutronensterne rotiert so langsam. Die Ergebnisse sind veröffentlicht In Naturastronomie.

Die Hauptautorin Dr. Manisha Caleb vom Institut für Astronomie der Universität Sydney sagte: „Es ist höchst ungewöhnlich, einen Neutronensternkandidaten zu entdecken, der auf diese Weise Radiopulsationen aussendet. Die Tatsache, dass sich das Signal in so gemächlichem Tempo wiederholt, ist außergewöhnlich.“

Dieser ungewöhnliche Neutronenstern strahlt Radiolicht mit einer Frequenz aus, die zu langsam ist, um mit den aktuellen Beschreibungen des Verhaltens von Radioneutronensternen zu übereinstimmen. Dies gibt neue Einblicke in die komplexen Lebenszyklen von Sternobjekten.

Am Ende ihres Lebens verbrauchen große Sterne mit etwa der zehnfachen Masse unserer Sonne ihren gesamten Brennstoff und explodieren in einer spektakulären Explosion, die wir Supernova nennen. Was übrig bleibt, ist ein so dichter Sternenüberrest, dass die 1,4-fache Masse unserer Sonne in eine Kugel von nur 20 Kilometer Durchmesser gepresst ist.

Die Materie ist so dicht, dass negativ geladene Elektronen zu positiv geladenen Protonen zerquetscht werden. Übrig bleibt ein Objekt aus Billionen neutral geladener Teilchen. Ein Neutronenstern ist geboren.

Angesichts der extremen physikalischen Eigenschaften, die beim Kollaps dieser Sterne auftreten, rotieren Neutronensterne normalerweise unfassbar schnell und benötigen nur Sekunden oder sogar Sekundenbruchteile, um sich vollständig um ihre Achse zu drehen.

Die Entdeckung wurde mit dem ASKAP-Radioteleskop des CSIRO im Wajarri Yamaji Country in Westaustralien gemacht.

Das ASKAP-Radioteleskop kann einen großen Teil des Himmels gleichzeitig erfassen, was bedeutet, dass es Dinge erfassen kann, nach denen Forscher gar nicht suchen. CSIRO-Wissenschaftler Dr. Emil Lenc, Co-Leitautor der Studie, sagte, sie hätten dieses seltsame Objekt nicht gefunden, wenn ASKAP nicht über das einzigartige Design verfügt hätte.

„Wir überwachten gleichzeitig eine Gammastrahlenquelle und suchten nach einem schnellen Radioblitz, als ich dieses Objekt in den Daten langsam aufblitzen sah. Drei sehr unterschiedliche Dinge in einem Sichtfeld“, sagte er. „ASKAP ist eines der besten Teleskope der Welt für diese Art von Forschung, da es ständig einen so großen Teil des Himmels abtastet, dass wir Anomalien erkennen können.“

Der Ursprung eines Signals mit solch einer langen Periode bleibt weiterhin ein großes Rätsel, obwohl zwei Arten von Sternen als Hauptverdächtige gelten: Weiße Zwerge und Neutronensterne.

„Das Faszinierende ist, dass dieses Objekt drei verschiedene Emissionszustände aufweist, von denen jeder völlig unterschiedliche Eigenschaften aufweist. Das MeerKAT-Radioteleskop in Südafrika spielte eine entscheidende Rolle bei der Unterscheidung dieser Zustände. Wenn die Signale nicht vom selben Punkt am Himmel stammen würden, hätten wir nicht geglaubt, dass es sich um dasselbe Objekt handelt, das diese unterschiedlichen Signale erzeugt“, sagte Dr. Caleb.

Obwohl ein isolierter Weißer Zwerg mit einem außergewöhnlich starken Magnetfeld das beobachtete Signal erzeugen könnte, ist es überraschend, dass nahe gelegene isolierte Weiße Zwerge mit starkem Magnetfeld noch nie entdeckt wurden. Umgekehrt kann ein Neutronenstern mit extremen Magnetfeldern die beobachteten Emissionen recht elegant erklären.

Obwohl ein langsam rotierender Neutronenstern die wahrscheinlichste Erklärung ist, können die Forscher nicht ausschließen, dass das Objekt Teil eines Doppelsternsystems mit einem Neutronenstern oder einem anderen Weißen Zwerg ist.

Um zu bestätigen, ob es sich bei dem Objekt um einen Neutronenstern oder einen Weißen Zwerg handelt, bedarf es weiterer Forschung. In jedem Fall werden die Ergebnisse wertvolle Einblicke in die Physik dieser extremen Objekte liefern.

„Es könnte uns sogar dazu veranlassen, unser jahrzehntealtes Verständnis von Neutronensternen oder Weißen Zwergen zu überdenken; wie sie Radiowellen aussenden und wie ihre Population in unserer Milchstraße aussieht“, sagte Dr. Caleb.

Professor Tara Murphy, führende Radioastronomin und Leiterin der Fakultät für Physik an der Universität Sydney, sagte: „Bis zur Einführung unserer neuen Teleskope war der dynamische Radiohimmel relativ unerforscht. Jetzt können wir tiefer blicken und beobachten dabei häufig alle möglichen ungewöhnlichen Phänomene. Diese Ereignisse geben uns Einblicke in die Funktionsweise der Physik in extremen Umgebungen.“