Neues Modell löst langjähriges Rätsel

Neutronenstern mit Kohlenstoff-Atmosphäre

Vor 330 Jahren leuchtete im Sternbild Cassiopeia eine Supernova auf, 1999 fand der amerikanische Röntgen-Satellit Chandra am Ort der Sternexplosion eine kompakte Strahlungsquelle. Doch die Strahlung des Objekts entsprach nicht den Vorstellungen der
Astronomen von dem dort vermuteten Neutronenstern. Zwei Forscher aus Großbritannien und Kanada präsentieren nun im Fachblatt "Nature" ein neues Modell, das eine Erklärung für das rätselhafte Objekt liefert. Danach ist der Neutronenstern in eine zehn Zentimeter dünne Atmosphäre aus Kohlenstoff eingehüllt, die für die ungewöhnliche Strahlung verantwortlich ist.

"Der kompakte Stern im Zentrum des berühmten Supernova-Überrests
Cassiopeia A ist seit seiner Entdeckung ein Rätsel", erläutert Wynn Ho
von der University of Southampton, einer der beiden Astrophysiker. Denn
normalerweise zeigen Neutronensterne im Radio- und Röntgenbereich eine
pulsierende Strahlung. Doch die kompakte Quelle in Cassiopeia A strahlt
gleichmäßig. "Nun verstehen wir, dass diese Strahlung von einem heißen
Neutronenstern mit einer Kohlenstoff-Atmosphäre produziert werden kann."

Neutronensterne haben einen Durchmesser von nur 20 Kilometern, in ihnen
ist die Materie so dicht gepackt wie in Atomkernen. Der Kohlenstoff
stammt, so vermuten Ho und sein Kollege Craig Heinke von der University
of Alberta, teilweise aus Materie, die nach der Sternexplosion auf die
Oberfläche des Neutronensterns zurück gefallen ist. Außerdem kann es
unter den extremen Bedingungen an der Oberfläche des Neutronensterns
auch zu nuklearen Reaktionen kommen, bei denen Wasserstoff und Helium zu
Kohlenstoff fusioniert.

Ho und Heinke gehen davon aus, dass die ungewöhnlichen Eigenschaften des
Neutronensterns in Cassiopeia A ihre Ursache in dem - von der Erde aus
gesehen - geringen Alter des Supernova-Überrests haben. Weitere
Beobachtungen sollen nun die Vorhersagen des neuen Modells der Forscher
überprüfen - und zugleich einen Einblick geben in das frühe Leben eines
sich abkühlenden Neutronensterns.

Dr. Rainer Kayser arbeitet als freier Wissenschaftsjournalist in Hamburg.