Überblick

Unheimlich und exotisch

Neutronensterne entstehen bei Sternexplosionen und scheinen auch aus nahezu unbekannten Formen von Kernmaterie zu bestehen.

  • Jürgen Schaffner-Bielich
  • 06 / 2017 Seite: 35

Neutronensterne gleichen einem gigantisch großen Atomkern. Ihre makroskopischen Eigenschaften wie Masse und Radius hängen stark davon ab, in welcher Form Materie in ihrem Inneren vorliegt, wenn die Dichte auf ein Vielfaches der Dichte von Atomkernen anwächst. Daher helfen astrophysikalische Messungen zur Masse von Neutronensternen, um die Zustandsgleichung von Materie zu bestimmen. Umgekehrt ergibt sich aus der Bindungsenergie neutronenreicher Atomkerne die Zusammensetzung der Neutronensternmaterie.

Kopenhagen 1931: Niels Bohr, Lev Landau und Leon Rosenfeld diskutieren Landaus Arbeit zu einer neuen Form von Sternen, die einem riesigen kollabierten Atomkern gleichen sollen. Landau nennt sie wegen ihrer außergewöhnlichen Eigenschaften „unheimliche Sterne“.1) Im Jahr darauf entdeckt James Chadwick das Neutron, und bereits 1933 taucht erstmals der Begriff Neutronenstern auf: Walter Baade und Fritz Zwicky verwenden ihn auf einer Tagung in Stanford, als sie von ihren Beobachtungen zu Super­novae berichten. Diese astrophysikalischen Phänomene, bei denen sehr hohe Energiemengen freigesetzt und ganze Galaxien überstrahlt werden, postulieren Baade und Zwicky mit erstaunlichem Weitblick als Endstadien der Stern­entwicklung, die als Überrest einen Neutronenstern produzieren können.

Heute kennen wir das Standardbild der Sternentwicklung, gemäß dem Sterne bis zu einer Masse von acht Sonnenmassen als Weißer Zwerg enden. Sterne mit einer Masse von acht bis etwa 25 Sonnenmassen explodieren in einer so genannten Kernkollaps-Super­nova zu einem Neutronenstern. Bei einer noch höheren Sternmasse entsteht bei der Supernova-Explo­sion ein Schwarzes Loch. Die historische Super­nova von 1054 im Sternbild Krebs war eine solche Kernkollaps-Supernova. Die auslaufende Stoßwelle der Explosion bildet heute den Krebsnebel, der auch als Messier-Objekt M1 bekannt ist. In seinem Zentrum befindet sich ein rotierender Neutronenstern, der mit dem Hubble Space Telescope und dem Röntgensatelliten Chandra in einer Filmsequenz direkt aufgenommen wurde [2]...

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