Ziel der Beobachtungen des Astronomenteams um George Pavlov von der Penn
State University war der rund 7.000 Lichtjahre entfernte Neutronenstern 1E
1207.4-5209 im Zentrum eines Supernova-Überrestes. Die Forscher fanden bei ihren
Beobachtungen mit dem NASA-Röntgenteleskop Chandra zwei eigentümliche
Merkmale im Röntgenspektrum des exotischen Objektes: In gewissen Bereichen des
Röntgenspektrums scheint weniger Strahlung zu uns zu gelangen, als man es
erwarten würde. Pavlov und seine Kollegen glauben, dass dies auf die Absorption
der Röntgenstrahlung durch Helium-Ionen in der Nähe des Sterns in einem starken
Magnetfeld zurückzuführen ist. Und wenn dies stimmt, würde das darauf hinweisen,
dass das Gravitationsfeld die Energie der abgegebenen Röntgenstrahlung aus der
Nähe der Oberfläche des Sterns reduziert.
"Unser Modell könnte die beobachteten Daten erklären", so Pavlov, allerdings
sei eine Erklärung auch durch eine Überblendung mehrerer Effekte möglich, so
dass weitere, genauere Messungen nötig sind. "Diese Merkmale im Spektrum könnten
der erste direkte Beweis sein, dass die Gravitation die Strahlung aus der Nähe
der Oberfläche eines isolierten Neutronensterns beeinflusst", erläutert Pavlov
weiter. "Dies ist besonders deswegen wichtig, weil es uns erlauben würde, die
Beschaffenheit der Materie des Sterns einzugrenzen."
Neutronensterne entstehen durch den Kollaps von massereichen Sternen am Ende
ihres nuklearen Lebens: Nach einer Supernova-Explosion bleibt ein Objekt übrig,
das noch nicht einmal 20 Kilometer Durchmesser hat aber dafür ein
Gravitationsfeld, das 100 Milliarden Mal stärker ist als das der Erde. Die
Dichte dieser Objekte ist so gewaltig, dass ein Teelöffel Materie mehr als eine
Milliarde Tonnen wiegen würde. Ihren Namen haben Neutronensterne der Tatsache zu
verdanken, dass man annimmt, dass sie weitgehend aus Neutronen bestehen. Doch
Genaues weiß man bis heute nicht.
"Wir sind uns noch nicht einmal sicher, ob Neutronensterne überhaupt aus
Neutronen bestehen", so Divas Sanwal von der Penn State University. "Sie
könnten auch aus subatomaren Partikeln wie Pionen oder Kaonen bestehen oder gar
aus freien Quarks." Eine Möglichkeit, um hinter das Geheimnis der Beschaffenheit
von Neutronensternen zu kommen, ist die Messung des Gravitationsfeldes dieser
exotischen Objekte. Dazu versucht man die Röntgenstrahlung zu messen, die aus
der Nähe der Oberfläche des Sterns abgestrahlt wird. Diese sollte, nach
Einsteins Relativitätstheorie, energieärmer sein, da die Photonen vom starken
Gravitationsfeld des Sterns angezogen werden. Aus diesen Informationen können
die Astronomen dann Masse und Radius ableiten und mit ihren Theorien über dichte
Materieformen vergleichen.