Extremer Doppel-Pulsar

  • 07. September 2017

Neu entdecktes System zeigt Beschleunigungen bis zum Siebzig­fachen der Erd­be­schleu­nigung.

Fünfzig Jahre nach der Entdeckung des ersten Pulsars durch Jocelyn Bell durch­forsten Studenten nicht länger Unmengen von Papier­stapeln von Mess­schreibern, sondern Tausende von Tera­byte von Mess­daten, um mehr von diesen immer noch rätsel­haften Radio­sternen auf­zu­spüren. Dabei sind jüngst Forscher des MPI für Radio­astro­nomie auf das bis­lang extremste Pulsar-Doppel­system gestoßen. Es zeigt Beschleu­ni­gungen bis zum Siebzig­fachen der Erd­beschleu­nigung. Bei ihrer größten Annähe­rung würden beide Kompo­nenten bequem in die Sonne hinein­passen.

Pulsar-Umlaufbahnen

Abb.: Die Umlaufbahnen des neuentdeckten Binär­pulsars J1757-1854 im Vergleich zum Hulse-Taylor-Pulsar und zum Doppel­pulsar J0737-3039, dem zur Zeit besten kosmischen Labora­torium zur Über­prüfung der All­ge­meinen Relati­vitäts­theorie, sowie zur Sonne. (Bild: N. Wex, MPIfR / NASA)

Obwohl die meisten der inzwischen bekannten 2500 Pulsare Einzel­objekte sind, findet man einige davon auch in engen Doppel­systemen. Die Ent­deckung des ersten dieser Paare von Neutronen­sternen, des Hulse-Taylor-Pulsars, führte zur Ver­leihung des Physik-Nobel­preises 1993 für „die Eröff­nung ganz neuer Möglich­keiten zum Studium der Gravi­tation“.

Die neueste Entdeckung erfolgte im Rahmen des „High Time Reso­lution Uni­verse Survey“ zur Unter­suchung von Pulsaren mit dem 64m-Parkes-Radio­teleskop in Australien. „Die größte Heraus­forderung ist nicht die Beob­achtung selbst, sondern die Prozes­sierung der Daten, die eine gewal­tige Rechner­leistung erfor­dert”, erklärt David Champion vom MPI für Radio­astro­nomie. „Wir mussten neue Rechen­ver­fahren ent­wickeln, um speziell nach derart hoch­beschleu­nigten Systemen suchen zu können.” Mit welt­weit ver­teilten leistungs­fähigen Rechner­systemen konnten die Forscher ihre Beob­achtungs­daten mit vorher nicht gekannter Präzi­sion nach diesen seltenen Systemen durch­forsten.

Entdeckt wurde der Pulsar vom Doktoranden Andrew Cameron, der die Prozes­sierung der Daten durch­ge­führt und über­wacht hat. „Bei der Unter­suchung von Hundert­tausenden von ein­zelnen Kandi­daten stach dieser durch seine starke Beschleu­nigung unmit­tel­bar hervor“, sagt Cameron. „Ich erkannte, dass wir ein poten­ziell sehr auf­regendes System gefunden hatten, aber es brauchte noch Monate detek­ti­vischen Spür­sinns, bevor wir genau wussten, was wir da ent­deckt hatten.” Cameron präsen­tierte die Ent­deckung jetzt im Rahmen des IAU Sympo­siums „Pulsar Astro­physics: The Next 50 Years“ am Jodrell Bank Obser­vatory.

Das neu entdeckte Binärsystem wurde anschließend mit mehreren großen Radio­tele­skopen unter­sucht. Das Neutronen­stern­system stellt ein exzel­lentes Labora­torium für Tests von Gravi­ta­tions­theorien unter Ein­schluss der Allge­meinen Relati­vitäts­theorie dar. „Das neue System zeigt eine ganze Menge von Ähn­lich­keiten mit dem Hulse-Taylor-Pulsar, aber es ist sogar noch extremer”, sagt Norbert Wex vom MPI für Radio­astro­nomie, Experte für Tests von Gravita­tions­theorien mit Pulsaren. „Einige der Effekte sind stärker als in jedem anderen Pulsar. Das macht es zu einem ausge­zeich­neten System, um Einsteins Theorie zu testen.”

MPIfR / RK

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