Neutronenstern mit Kohlenstoff-Atmosphäre

Southampton (Großbritannien)/Alberta (Kanada) - Vor 330 Jahren leuchtete im Sternbild Cassiopeia eine Supernova auf, 1999 fand der amerikanische Röntgensatellit Chandra am Ort der Sternexplosion eine kompakte Strahlungsquelle. Doch die Strahlung des Objekts entsprach nicht den Vorstellungen der Astronomen von dem dort vermuteten Neutronenstern. Nun präsentieren zwei Forscher aus Großbritannien und Kanada 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 fusionieren.

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.