Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff
Neutronensterne sind der Überrest von Supernova-Explosionen, mit einer bis mehreren Sonnenmassen und Durchmessern von nur einigen zehn Kilometern. Ein Pulsar ist ein sich drehender Neutronenstern mit einem starken Magnetfeld; geladene Teilchen in dem Feld strahlen einen mit einem Leuchtturm vergleichbaren Lichtstrahl ab, der die Erde mit größter Regelmäßigkeit alle paar Sekunden oder weniger überstreichen kann. Ein Pulsar besitzt auch einen Wind und geladene Teilchen, die, manchmal bis nahe an die Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, um den Pulsar herum einen Nebel bilden: einen Pulsarwind-Nebel. Die hohen Energien der Teilchen lassen sie im Röntgenlicht intensiv strahlen und die Nebel können mit Röntgen-Observatorien beobachtet und untersucht werden. Das berühmteste Beispiel für einen Pulsarwind-Nebel ist der schöne und spektakuläre Krabben-Nebel.
Wenn ein Pulsar sich durch das interstellar Medium bewegt, kann der Nebel eine bogenförmige Schockfront entwickeln. Die meisten Teilchen des Winds sind auf eine Richtung beschränkt, die der der Bewegung des Pulsars entgegengesetzt ist, und bilden einen Nebelschleier. Röntgen- und Radiobeobachtungen sich schnell bewegender Pulsare aus jüngster Zeit bestätigen die Existenz des hellen, langgestreckten Schweifs wie auch den dichten Nebelschleier in der Nähe der Pulsare. Die Länge eines Röntgenschweifs kann die Ausdehnung des kompakten Nebels um einiges übertreffen und sich etliche Lichtjahre oder mehr hinter dem Pulsar dahinziehen.
CfA-Astronom Patrick Slane gehörte zu einem Team, daß das Chandra-Röntgen-Observatorium nutzte, um den Nebel um den Pulsar PSR B0355+54 zu untersuchen, der etwa 3.400 Lichtjahre entfernt liegt. Die beobachtete Bewegung des Pulsars über den Himmel (seine Eigenbewegung) ist auf ungefähr sechzig Kilometer pro Sekunde bestimmt worden. Bei früheren Beobachtungen mit Chandra wurde festgestellt, daß der Nebel des Pulsars einen langen Schweif besitzt, der sich über mindestens sieben Lichtjahre erstreckt (er könnte etwas länger sein, aber das Detektorfeld war auf diese Größe begrenzt); er hat zudem einen hellen kompakten Kern. Die Wissenschaftler verwendeten tiefgehende Chandra-Beobachtungen, um die lichtschwachen Emissionsstrukturen des Nebels in Augenschein zu nehmen und entdeckten, daß die Form des Nebels, wenn man sie mit der Richtung der Bewegung des Pulsars durch das Medium vergleicht, darauf hinweist, daß die Rotationsachse des Pulsars nahezu direkt auf die Erde ausgerichtet ist. Das Team schätzte auch viele der wichtigsten Kenngrößen des Nebels ab, darunter die Stärke seines Magnetfelds, das schwächer als erwartet ist (oder Turbulenz beschleunigt erneut die Teilchen und verändert das Feld). Andere Folgerungen beinhalten Eigenschaften zum kompakten Kern und Einzelheiten der physikalischen Mechanismen, die die Röntgen- und Radiostrahlung mit Energie versorgen.
Literatur:
„Deep Chandra Observations of the Pulsar Wind Nebula Created by PSR B0355+54“
Klingler, Noel; Rangelov, Blagoy; Kargaltsev, Oleg; Pavlov, George G.; Romani, Roger W.; Posselt, Bettina; Slane, Patrick; Temim, Tea; Ng, C.-Y.; Bucciantini, Niccolò; Bykov, Andrei; Swartz, Douglas A.; Buehler, Rolf
The Astrophysical Journal, 833:253 (10pp), 2016 December 20
