Weißer Zwerg aus kristallinem Kohlenstoff begleitet Pulsar

Der neunhundert Lichtjahre von der Erde entfernte Pulsar PSR J2222−0137 besitzt einen himmlischen Diamanten als Begleiter: einen Weißen Zwerg, der mit 2700 Grad Celsius so kühl ist, dass der Kohlenstoff in seinem Inneren vermutlich kristallisiert ist. Das zeigen Beobachtungen eines Forscherteams aus den USA und den Niederlanden. Es handele sich um den bislang kühlsten Weißen Zwerg, den die Astronomen aufgespürt haben, so die Wissenschaftler im Fachblatt „Astrophysical Journal“.

Die östlichste Antenne des VLBA auf Saint Croix (Virgin Islands)

„Trotz langbelichteter Aufnahmen mit dem zehn Meter großen Keck-Teleskop ist es uns nicht gelungen, ein optisches Bild des Weißen Zwergs zu erhalten“, berichten David Kaplan von der University of Wisconsin in Milwaukee und seine Kollegen. Dabei hätte das Teleskop sogar noch ein Objekt aufspüren können, das zehnmal schwächer leuchtet, als jeder zuvor bekannte Weiße Zwerg. Das Forscherteam geht deshalb auch davon aus, dass solche extrem kühlen Weißen Zwerge keineswegs seltene Objekte sind. Doch ihre geringe Leuchtkraft verhindere ihre direkte Entdeckung.

Es sei denn, der kühle Weiße Zwerg bildet mit einem zweiten Himmelskörper ein Doppelsystem und verrät sich so durch seine Schwerkraft. Sofort nach der Entdeckung von PSR J2222-0137 war den Himmelsforschern klar, dass der Pulsar einen Begleiter haben müsse. Pulsare sind rotierende Neutronensterne mit einem starken Magnetfeld, die in Richtung ihrer magnetischen Pole Strahlung aussenden. Da die Richtung des Magnetfelds nicht mit der Rotationsachse übereinstimmt, streicht der Strahlungskegel wie der Strahl eines Leuchtturms durchs All. Trifft der Strahlungskegel dabei regelmäßig auf die Erde, so ist der Neutronenstern als Pulsar sichtbar.

Schwankungen in den Strahlungspulsen führten die Astronomen auf die Spur des unsichtbaren Begleiters. Zwei Jahre lang haben Kaplan und seine Kollegen PSR J2222−0137 mit dem Very Large Base Array (VLBA) beobachtet, einem aus zehn über ganz Nordamerika verteilten Radioantennen bestehenden Teleskop-Verbund. Dann waren sie sicher, dass es sich um einen extrem kühlen Weißen Zwerg handeln müsse. Weiße Zwerge sind sehr dichte, etwa erdgroßen Überreste von Sternen ähnlich unserer Sonne. Sie bestehen überwiegend aus Sauerstoff und Kohlenstoff und kühlen im Verlauf von Milliarden Jahren langsam ab. Kaplan und seine Kollegen vermuten, dass der Weiße Zwerg von PSR J2222−0137 etwa elf Milliarden Jahre alt ist.