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HESS J1731-347
Masseärmster Neutronenstern oder exotischer Quarkstern?
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Tübingen
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27. Oktober 2022

Der leichteste bisher bekannte Neutronenstern könnte sich im Zentrum des Supernova-Überrests HESS J1731-347 befinden. Neue Berechnungen ergaben, dass das Objekt nur etwa die Hälfte der Masse eines typischen Neutronensterns aufweist. Allerdings ist noch unklar, ob es sich bei dem Stern tatsächlich um einen Neutronenstern handelt oder nicht sogar um einen noch exotischeren Quarkstern.

H.E.S.S.

Die H.E.S.S.-Teleskope in Namibia. Bild: Wikipedia / User: Christian99 (CC-BY-SA-3.0) [Großansicht]

Neutronensterne entstehen, wenn normale Sterne mit großer Masse ihr stellares Leben in einer Supernova-Explosion beenden. Es handelt sich um extreme Objekte, die sozusagen als Himmelslabore für Studien der physikalischen Grundlagenforschung genutzt werden können. "Neutronensterne weisen noch unbekannte Eigenschaften von Materie auf, sie haben eine viel höhere Dichte als Atomkerne", unterstreicht Dr. Victor Doroshenko von der Abteilung Hochenergieastrophysik am Institut für Astronomie und Astrophysik der Universität Tübingen, der Hauptautor einer jetzt vorgestellten Studie. Solche Bedingungen könnten in irdischen Laboren nicht nachgebildet werden. "Beobachtungen von Neutronensternen im All mit Röntgen- oder anderen Teleskopen werden uns erlauben, die Rätsel der superdichten Materie zu lösen – zumindest, wenn wir Herausforderungen wie die bei der Beobachtung entstehende Unschärfe bei den Entfernungsmessungen in den Griff bekommen. Genau das ist uns nun gelungen."

Der Neutronenstern im Zentrum des Supernova-Überrests HESS J1731-347 war einer von einer Handvoll von Objekten, die bei Messungen der Gammastrahlung mit den H.E.S.S.-Teleskopen in Namibia entdeckt und anschließend durch Röntgenteleskope aus dem All untersucht wurden. "Erst dadurch wurde der sich abkühlende Neutronenstern sichtbar", ergänzt Dr. Gerd Pühlhofer, ebenfalls von der Universität Tübingen. Die Besonderheit dieses Objekts ist, wie das gleiche Forschungsteam bereits früher festgestellt hatte, dass es mit einem weiteren Stern physikalisch verbunden ist. Er beleuchtet die Staubhülle um den Neutronenstern und taucht sie in infrarotes Licht.

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Der Begleitstern wurde kürzlich durch das Gaia-Weltraumteleskop der europäischen Weltraumorganisation ESA, was dem Forschungsteam eine akkurate Entfernungsmessung zu beiden Objekten lieferte. Bei der Gaia-Mission wird der Himmel hochgenau dreidimensional optisch durchmustert. "Dadurch konnten wir vorherige Ungenauigkeiten beheben und unsere Modelle verbessern. Masse und Radius des Neutronensterns ließen sich viel genauer bestimmen, als es bisher möglich war", erklärt Dr. Valery Suleimanov aus der Theoretischen Astrophysik in Tübingen. Nach Berechnungen des Forschungsteams besitzt er nur etwa die Hälfte der Masse eines typischen Neutronensterns.

Noch sei nicht klar, wie sich das ungewöhnliche Objekt gebildet hat. Auch würde es Zweifel geben, ob es sich tatsächlich um einen Neutronenstern handelt oder ob das Objekt Kandidat für ein noch viel exotischeres Objekt ist, das aus seltsamer Quark-Materie besteht, so Professor Andrea Santangelo, ebenfalls aus Tübungen: "Das ist aktuell der vielversprechendste Quarkstern-Kandidat, den wir bisher kennen, auch wenn seine Eigenschaften mit denen eines 'normalen' Neutronensterns übereinstimmen."

Doch selbst in dem Fall, dass es sich bei dem Objekt im Zentrum von HESS J1731-347 um einen Neutronenstern handele, bleibe es ein besonders interessantes Objekt. "Es erlaubt uns, den noch unerforschten Teil des Parameterraums in der Masse-Radius-Ebene von Neutronensternen zu untersuchen. So erhalten wir wertvolle Hinweise auf die Zustandsgleichung der dichten Materie, mit der sich ihre Eigenschaften beschreiben lassen", betont Santangelo.

Die Studie wurde nun in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.

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siehe auch
Neutronensterne: Signale von seltsamen Sternen - 2. Februar 2010
Neutronensterne: Keine exotische Materie im Inneren - 30. Juni 2006
XMM-Newton: Neutronensterne bestehen wirklich aus Neutronen - 7. November 2002
Links im WWW
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