Sternengeschichten Folge 401: Magnetare [Astrodicticum Simplex] - wissenschaft.de
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Sternengeschichten Folge 401: Magnetare [Astrodicticum Simplex]

SG_LogoDas ist die Transkription einer Folge meines Sternengeschichten-Podcasts. Die Folge gibt es auch als MP3-Download und YouTube-Video. Und den ganzen Podcast findet ihr auch bei Spotify.

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Über Bewertungen und Kommentare freue ich mich auf allen Kanälen.

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Sternengeschichten Folge 401: Magnetare

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Ein Magnetar ist ein Pulsar mit einem extrem starken Magnetfeld. Und was ein Pulsar ist, habe ich ja schon in Folge 142 ausführlich erklärt. Womit man diese Folge des Podcasts auch schon wieder beenden könnte. Was ich aber natürlich nicht tue. Denn es gibt über die Magnetare noch viel mehr zu erzählen. Vor allem über das, was man über diese Objekte noch nicht weiß.

Sicherheitshalber fange ich noch einmal mit einer kurzen Zusammenfassung der Grundlagen an. Alles geht mit einem Stern los. Der muss mehr Masse haben als unsere Sonne, aber auch nicht zu viel mehr. So zwischen der 8 und 12fachen Sonnenmasse. Und er muss alt sein, beziehungsweise er muss das Ende seines Lebens erreicht haben. Das heißt die Kernfusionsreaktionen in seinem Inneren müssen zum Erliegen kommen weil nichts mehr da ist, was fusioniert werden kann. Wenn das passiert, gibt es auch keine Strahlung mehr die aus dem Kern des Sterns nach außen dringt und den Stern stabil hält. Er fällt nun unter seinem eigenen Gewicht in sich zusammen. Es gibt einen gewaltigen Rumms den wir “Supernova-Explosion” nennen und übrig bleibt ein Neutronenstern. Hätte der Stern weniger Masse, dann gäbe es diesen Rumms nicht, er würde einfach nur ein bisschen in sich zusammensacken und auskühlen. Das was da übrig bleibt nennt sich “Weißer Zwerg” und es ist auch das was aus unserer Sonne einmal werden wird. Aber nicht das, was uns jetzt interessiert. Hätte der Stern sehr viel mehr Masse, dann gäbe es zwar auch ein gewaltiges Rumms. Aber es würde kein Neutronenstern übrig bleiben sondern ein schwarzes Loch. Das können wir jetzt auch nicht brauchen, wir bleiben beim Neutronenstern.

Das ist ein Himmelskörper, der eine Masse hat die irgendwo zwischen dem 1,4 und 3fachen der Sonnenmasse liegt. Der ganze Rest ist bei der Supernova-Explosion beziehungsweise davor ins All geschleudert worden. Diese aber immer noch recht ordentliche Restmasse ist nur noch eine Kugel mit dem Durchmesser von ein paar Dutzend Kilometern. Die ganze Masse eines Sterns auf einen Raum zusammengequetscht der so groß wie eine Stadt ist! Ein Neutronenstern ist also ein höchst außergewöhnlicher Himmelskörper. Er besteht nicht mehr aus normaler Materie. Beziehungsweise schon, aber nicht mehr aus normalen Atomen. Ein normales Atom hat einen Kern, der aus elektrisch positiv geladenen Protonen und elektrisch nicht geladenen Neutronen besteht. Um diesen Kern herum befindet sich eine Schale aus elektrisch negativ geladenen Elektronen. Für so ein ausgewachsenes Atom ist in einem Neutronenstern aber kein Platz mehr. Das ganze Ding wurde ja beim Kollaps enorm stark zusammengequetscht. So stark, dass auch die Elektronen aus der Atomhülle quasi in die Protonen des Atomkerns gedrückt wurden. Negative Elektronen und positive Protonen ergeben neutrale Neutronen. In Wahrheit ist zwar alles ein wenig komplizierter – aber das reicht fürs erste.

Das Innere eines Neutronensterns ist voller Geheimnisse. Bild: Robert Schulze, CC-BY-SA 3.0

Wir haben jetzt also eine ungefähr 20 Kilometer große Kugel aus Neutronen. Würde man ein Stückchen von diesem Neutronenstern abknapsen, nur so groß wie ein Zuckerwürfel, dann hätte das ein Gewicht das dem von einer Milliarde Autos entspricht! So weit, so erstaunlich. Diese Objekte sind aber noch viel erstaunlicher als das. Sie rotieren zum Beispiel enorm schnell um ihre Achse. Auch das kann man leicht verstehen, es ist die gute alte Drehimpulserhaltung! Der Stern hat sich ja schon um seine Achse gedreht als er noch ein Stern war. Tut unsere Sonne ja auch, einmal in ungefähr 27 Tagen. Wenn man ein rotierendes Ding nun aber komprimiert, also kleiner macht, dann muss es sich schneller drehen als vorher damit der Drehimpuls, also die Energie die in der Rotation steckt, erhalten bleibt. Das klassische Beispiel um das zu demonstrieren ist der Eiskunstläufer der seine Pirouetten dreht und dabei schneller wird, wenn er die Arme an den Körper zieht und langsamer, wenn er sie wieder ausstreckt. Nicht ganz so klassisch aber viel lustiger ist das Experiment das alle selbst auf einem Drehstuhl machen können: Einfach drehen, die Arme ausstrecken und schauen was passiert…

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