CHANDRA
Jet des Vela-Pulsars in Aktion
von Stefan Deiters
astronews.com
2. Juli 2003

13 Mal hat das NASA-Röntgenteleskop Chandra zwischen Januar 2000 und August 2002 den Vela-Pulsar, einen rotierenden Neutronenstern, untersucht, um den Materieausfluss dieses exotischen Objektes zu studieren. Dabei verfolgten die Forscher einen eigentümlichen Partikelstrom, der sich im Laufe der Zeit hin- und herbewegte wie ein nicht festgehaltener Gartenschlauch.  

Der Jet des Vela-Pulsars in einer der Aufnahmen des Chandra-Röntgenteleskops. Foto: NASA / CXC / Penn State / G. Pavlov et al.   [Weitere Momentaufnahmen]

"Dieser Jet hat eine Länge von etwa einem halben Lichtjahr und schießt aus dem sich bewegenden Pulsar hinaus", erläutert George Pavlov von der Pennsylvania State University die Entdeckung, die er und sein Team im Juli in der Fachzeitschrift The Astrophysical Journal veröffentlichen. "Das faszinierende an diesem Jet ist aber, wie schnell er seine Form und Helligkeit ändert. Solche starken und schnellen Veränderungen wurden noch nie bei einem astrophysikalischen Jet beobachtet."

Die von den Forschen zu einem kleinen Film zusammengestellten Bilder verdeutlichen, wie sich der Jet in nur wenigen Wochen verändert: War er gerade noch recht gradlinig, erscheint er bald gekrümmt mit hellen Flecken, die sich mit halber Lichtgeschwindigkeit bewegen. Der Jet besteht aus extrem energiereichen Elektronen und Positronen, die sich in einem Magnetfeld bewegen. Die Teilchen in dem Jet entstehen durch extrem hohe Spannungen, die durch die Rotation des Neutronensterns und dessen starkes Magnetfeld entstehen.

Auffällig an den Bildern ist auch die Tatsache, dass der Jet über seine gesamte Länge in etwa dieselbe Breite hat. Dies deutet, so die Ansicht der Forscher, darauf hin, dass der Jet durch Magnetfelder begrenzt wird, die von Elektronen erzeugt werden, die sich entlang der Achse des Jets bewegen. In Laborversuchen hat man herausgefunden, dass es dabei zu einer "Gartenschlauch-Instabilität" kommen kann: "Stellen Sie sich einfach einen Gartenschlauch vor, der auf der Erde liegt", erläutert Marcus Tetter von der Pennsylvania State University den Effekt. "Sobald man das Wasser angestellt hat, kann man beobachten, wie sich unterschiedliche Bereiche des Schlauchs bedingt durch den Druck schnell in verschiedene Richtungen bewegen. Der Jet des Vela-Pulsars gleicht in gewissen Weise einem Gartenschlauch, nur wird er von Magnetfeldern begrenzt, die elektrisch geladene Partikel im Inneren festhalten."

Verursacht werden könnte die Instabilität durch eine Art "Fahrtwind" des Pulsars, der sich mit einer Geschwindigkeit von rund 300.000 Kilometern pro Stunde durch das ihn umgebende Gas bewegt. Für die Forscher ist das Studium des Pulsar-Jets auch im größeren Rahmen interessant: Die Erkenntnisse, die man beim detaillierten Studium des Vela-Pulsars gewinnt, könnten auch helfen, die gewaltigen kosmischen Jets zu verstehen, die von supermassereichen Schwarzen Löchern im Zentrum von Galaxien ausgehen. Auch diese könnten sich ständig verändern - allerdings nicht innerhalb von Wochen, sondern von Millionen Jahren.