Der Morsecode der Magnetare

Magnetare sind Neutronensterne mit einem extrem starken Magnetfeld. Sie haben einen Durchmesser von zehn bis zwanzig Kilometern, besitzen aber deutlich mehr Masse als die Sonne. Gewöhnliche Neutronensterne haben ein Magnetfeld, das etwa eine Billion Mal stärker ist als das Erdmagnetfeld, das von Magnetaren ist noch tausendmal stärker. Durch dieses extrem starke Magnetfeld spielen sich auf Magnetaren äußerst seltsame physikalische Phänomene ab: Atome verformen sich zu länglichen, spaghettiförmigen Zylindern, Photonen teilen sich und verschmelzen wieder, das Vakuum wird doppelbrechend.

Magnetare drehen sich alle zwei bis zwölf Sekunden einmal um ihre Achse, das ist wesentlich langsamer als andere Neutronensterne, deren Rotationsperiode meist Bruchteile einer Sekunde beträgt. Während die meisten Pulsare vor allem Radiowellen abstrahlen, verschleudern Magnetare große Mengen energiereicher Röntgen- und Gammawellen. Die notwendige Energie dafür liefert das Magnetfeld, das dadurch immer schwächer wird. Nach etwa 10.000 Jahren haben sie theoretischen Modellen zufolge so viel Energie verschleudert, dass das Magnetfeld unter eine kritische Schwelle sinkt und die Röntgenaktivität erlischt. Schätzungen zufolge könnte es in der Milchstraße dreißig Millionen “tote” Magnetare geben.

Aktive Magnetare gibt es dagegen nur 13. Davon zählen neun Objekte zur Klasse der “anomalen Röntgenpulsare”, die anderen vier werden von den Forschern “Soft Gamma Repeater” (SGR) genannt. Einige Astronomen nehmen an, dass ein Magnetar während seines kurzen Lebens zuerst als SGR heftige, unvorhersehbare Ausbrüche durchleidet, bevor er sich später als “anomaler Röntgenpulsar” stabilisiert und etwas weniger energiereiche, weiche Röntgenstrahlung aussendet.

Den Hartog untersuchte nun eine Reihe von Magnetaren, bei denen das Röntgenteleskop Integral auch die Emission harter Röntgenstrahlung registrierte. Diese Strahlung ließ sich nicht mit dem gängigen Magnetar-Modell erklären. Für seine Untersuchung stellte der Astrophysiker zunächst die Messungen der drei Röntgenteleskope Integral, XMM-Newton und RXTE zusammen. Da jedes der Observatorien einen anderen Bereich des Röntgenspektrums aufnimmt, konnte den Hartog die zeitliche Entwicklung der Röntgenpulse zu einer Art Kurzfilm zusammensetzen.

Bislang gibt es noch keine physikalische Erklärung für die rätselhafte Strahlung, berichtet der Forscher in seiner Dissertation. “In einem Magnetar finden offenbar drei unterschiedliche Prozesse statt, die zu der Strahlung beitragen”, berichtet er. Die von ihm gesammelten Daten helfen dabei, mögliche Modelle und Theorien auf ihren Wahrheitsgehalt zu überprüfen. Weitere Erkenntnisse sind nach dem Start des Observatoriums Glast im Juni zu erwarten. Der Nasa-Satellit soll besonders energiereiche Strahlung aus dem Kosmos auffangen.