Neutronenstern dreht sich langsamer

Die Rotationsdauer eines 10.000 Lichtjahre entfernten Neutronensterns hat sich im April 2012 schlagartig um 2,2 Millionstel Sekunden verlangsamt. Das zeigen Beobachtungen eines internationalen Forscherteams mit dem amerikanischen Röntgensatelliten Swift. Die Änderung mag gering erscheinen, stellt jedoch die Vorstellungen der Astronomen vom inneren Aufbau der extrem dichten ausgebrannten Sterne infrage. Denn bislang kannten die Forscher nur abrupte Zunahmen der Rotation. Die Abbremsung könnte ein Hinweis auf unterschiedliche Drehgeschwindigkeiten im Inneren des Neutronensterns sein, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature“.

„Ich schaute mir die Daten an und war schockiert“, erinnert sich Robert Archibald von der kanadischen McGill University in Montreal. „Der Neutronenstern war plötzlich langsamer geworden – so sollte sich ein Neutronenstern nicht verhalten.“ Neutronensterne sind extrem kompakte Sternenüberreste: Bei einem Durchmesser von rund 20 Kilometern enthalten sie etwa so viel Masse wie die Sonne. In ihrem Inneren ist die Materie sogar noch dichter gepackt als in Atomkernen. Ein Teelöffel Materie von einem Neutronenstern würde auf der Erde eine Milliarde Tonnen wiegen.

Wie sich die nukleare Materie unter derart extremen Bedingungen genau verhält, wissen die Forscher nicht. Sie vermuten, dass die Neutronen im Inneren des Sterns eine reibungsfreie „Superflüssigkeit“ bilden, die an der Oberfläche von einer festen Kruste aus Kernbausteinen bedeckt ist. In diesem Modell lassen sich die häufig beobachteten Glitches, abrupte Beschleunigungen der Rotation, durch den Abbau von Spannungen in der Kruste erklären – nicht jedoch die nun beobachtete abrupte Abbremsung.

Der von Archibald und seinen Kollegen beobachtete Neutronenstern 1E 2259+586 dreht sich alle sieben Sekunden einmal um sich selbst. Er ist kein gewöhnlicher Neutronenstern, sondern ein so genannter Magnetar, er besitzt also ein extrem starkes Magnetfeld. Es ist viele Billionen Mal stärker als das irdische Magnetfeld. Magnetare zeigen häufig starke Ausbrüche von Röntgenstrahlung. Bei der Überwachung von 1E 2259 waren die Forscher zeitgleich mit einem Röntgenausbruch auf die unerwartete Änderung der Rotation gestoßen. Dies könne ein „Hinweis auf differenzielle Rotation in dem Magnetar sein“, so die Forscher. Die Beobachtung erfordere ein Überdenken der Theorie für plötzliche Rotationsänderungen bei allen Neutronensternen.