Heiße Polkappen - Fehlanzeige!
Daten des Röntgensatelliten XMM-Newton der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) zeigen, dass die Energie für die bei Pulsaren beobachteten heißen Polkappen überwiegend aus dem Innern der Sterne und nicht von außen, wie bisher allgemein angenommen, stammt. Pulsare sind die stark magnetisierten, rotierenden Kerne toter Sterne. Diese vor fast 40 Jahren entdeckten Objekte entstehen, wenn massereiche Sterne am Ende ihres Lebens in einer Supernova-Explosion zugrunde gehen. Obwohl sie einen Durchmesser von lediglich 20 km haben, besitzen sie etwa die 1,4-fache Masse unserer Sonne. Neutronensterne entstehen mit Temperaturen von Billionen Grad, aber sie kühlen mit der Zeit stetig ab. Beobachtungen mit früheren Röntgensatelliten haben gezeigt, dass die Röntgenstrahlung der Neutronensterne aus drei verschiedenen Gebieten stammt: Zum einen glüht die gesamte, Millionen Grad heiße Oberfläche; zweitens strahlen elektrisch geladene Teilchen bei ihrer Bewegung entlang gekrümmter Magnetfeldlinien beim Verlassen der Magnetosphäre sehr intensiv; zum Dritten emittieren junge Pulsare häufig Röntgenstrahlung, die ihren Millionen Grad heißen Polkappen entspringt. Bisher haben die Astronomen angenommen, dass diese heißen Flecken ausschließlich durch ein Bombardement hochenergetischer, geladener Teilchen entstehen, die aus der Magnetosphäre zur Oberfläche zurückfliegen und die Polkappenbereiche aufheizen. In dieser jüngsten Studie verwendeten Forscher des Max-Planck-Instituts für extraterrestrische Physik in Deutschland das Observatorium XMM-Newton für Untersuchungen an fünf, jeweils mehrere Millionen Jahre alten Pulsaren, die beträchtlich abgekühlt sind. Da die Oberfläche auf unterhalb von 500.000 Grad Celsius abgekühlt war, überraschte das Fehlen der Röntgenstrahlung von der gesamten Sternoberfläche die Wissenschaftler nicht. Zum Erstaunen der Forscher gaben aber auch die heißen Polkappen keine Röntgenstrahlung ab. Das zeigt, dass die Heizung der Polkappen durch hochenergetische Teilchen bei alten Pulsaren nicht mehr effizient genug funktioniert. Jetzt haben die Astronomen eine alternative Interpretation für die Entstehung der heißen Flecken. Sie sind der Ansicht, dass die im Neutronenstern gespeicherte Wärmeenergie bei seiner Entstehung durch das starke Magnetfeld zu den Polen geleitet wird. Entsprechend könnten die heißen Flecken bei jüngeren Pulsaren im Wesentlichen durch die Hitze aus dem Innern des Neutronensterns entstehen, und nicht nur durch das Bombardement der zur Oberfläche zurückfliegenden hochenergetischen Teilchen. Die heißen Flecken verschwinden dann mit dem Abkühlen der Neutronensterne und sind entsprechend bei den Millionen Jahre alten Pulsaren nicht mehr zu beobachten. "Die Gültigkeit dieser Sichtweise wird zurzeit in der Fachwelt noch diskutiert, jedoch legen die neuen, mit XMM-Newton durchgeführten Beobachtungen eine solche Interpretation sehr nahe", sagte Werner Becker vom Max-Planck-Institut.