Ein toter Stern 3.900 Lichtjahre von der Erde entfernt rotiert 19.000 Mal pro Minute, und Wissenschaftler haben ihn zum ersten Mal dabei erwischt, wie er in Gammastrahlen aufblitzt.
Das Objekt mit der Katalognummer PSR J1526 2744 ist ein Millisekundenpulsar. Er rotiert einmal alle 3,2 Millisekunden. Damit ist er einer der am schnellsten rotierenden Neutronensterne, die jemals in Gammastrahlen entdeckt wurden. Astronomen nutzten 15 Jahre Daten des Fermi Gamma Ray Space Telescope der NASA, um die Pulse zu finden.
Ein kosmischer Leuchtturm direkt vor unserer Nase
Pulsare sind die kollabierten Kerne massereicher Sterne, die als Supernovas explodiert sind. Sie rotieren schnell und schießen Strahlungsbündel von ihren Magnetpolen aus. Während der Stern rotiert, streifen diese Strahlenbündel die Erde wie ein Leuchtturm. Die meisten Pulsare werden in Radiowellen entdeckt. Dieser war bereits als Radiopulsar bekannt, aber niemand hatte ihn bis jetzt in Gammastrahlen gesehen.
Die Entdeckung stammt von einem Team unter der Leitung von Forschern der University of Virginia und des Max Planck Instituts für Gravitationsphysik. Sie durchforsteten Fermi Daten, die zwischen 2008 und 2023 gesammelt wurden. Die Gammastrahlen Pulse des Pulsars waren schwach und erforderten sorgfältige Analyse, um sie aus dem Rauschen zu extrahieren.
Warum lokale Astronomen aufmerksam wurden
PSR J1526 2744 befindet sich im Sternbild Skorpion, das von den südlichen USA und großen Teilen der südlichen Hemisphäre aus sichtbar ist. Für Astronomen, die extreme Physik untersuchen, ist dieser Pulsar wichtig, weil er die Grenzen dessen ausreizt, was Neutronensterne leisten können. Seine Rotationsgeschwindigkeit liegt nahe dem theoretischen Maximum. Würde er sich noch schneller drehen, würde der Stern auseinanderbrechen.
Die Gammastrahlenerkennung hilft Wissenschaftlern auch zu verstehen, wie diese Objekte hochenergetisches Licht erzeugen. Millisekundenpulsare sind alte Neutronensterne, die durch das Stehlen von Materie von einem Begleitstern hochgedreht wurden. Dieser scheint jetzt isoliert zu sein, ohne nachgewiesenen Begleiter. Das macht ihn zu einem seltenen und wertvollen Objekt, um Modelle der Pulsarentwicklung zu testen.
Eine 15 Jahre lange Jagd zahlt sich aus
Das Fermi Teleskop scannt den gesamten Himmel alle drei Stunden. Über 15 Jahre hat es ein riesiges Archiv von Gammastrahlendaten angesammelt. Einen Pulsar in diesen Daten zu finden, ist wie die Suche nach einem bestimmten Sandkorn an einem Strand. Das Team entwickelte neue Suchmethoden, um das schwache Signal zu finden.
Sie bestätigten die Entdeckung durch einen Abgleich mit Radiobeobachtungen des Green Bank Telescope in West Virginia und des Arecibo Observatoriums in Puerto Rico. Die Radiopulse stimmten exakt mit der zeitlichen Abfolge der Gammastrahlen Pulse überein. Diese Bestätigung besiegelte die Entdeckung.
Dieser Pulsar ist jetzt einer von nur einer Handvoll Millisekundenpulsaren, von denen bekannt ist, dass sie Gammastrahlen aussenden. Jede neue Entdeckung liefert einen Datenpunkt, um zu verstehen, wie sich Materie unter extremer Schwerkraft und Dichte verhält. Die Oberflächenschwerkraft des Sterns ist milliardenfach stärker als die der Erde. Sein Inneres könnte Materie in Zuständen enthalten, die in keinem Labor erzeugt werden können.
Die Ergebnisse wurden in The Astrophysical Journal Letters veröffentlicht. Vorerst wird PSR J1526 2744 weiterhin still im Skorpion rotieren, sein Gammastrahlenstrahl streift alle 3,2 Millisekunden die Erde, unbemerkt von allen außer den Teleskopen, die den Himmel beobachten.
