Bösartige, schnell blinkende Pulsare der "schwarzen Witwe" und des "roten Rückens" prägen den Nachthimmel. Diese gewalttätigen Sterne sprengen ihre kleineren Sternpartner in Stücke, während sie sie in engen binären Bahnen herumwirbeln und dabei die kleineren Partner ausschlachten. Und in einem neuen Artikel haben Wissenschaftler die Entstehungsgeschichte dieser hungrigen Sterne enthüllt.
Es ist kein Zufall, dass Astronomen diese Systeme nach tödlichen Spinnen benannten - Orte im Weltraum, an denen sich ein winziger, schwerer, sich schnell drehender Neutronenstern durch Zerreißen eines kleinen binären Partners mit Energie versorgt. Sowohl Rotrücken- als auch schwarze Witwenweibchen essen den Mann nach dem Sex lebendig. (In Sternen wie in Spinnen schließen sich schwarze Witwen mit kleineren Partnern zusammen.) Rotrücken- und schwarze Witwen sind Unterkategorien von "Millisekundenpulsaren", Neutronensternen, die sich so schnell drehen, dass sie alle paar Bruchteile einer Millisekunde die Erde blitzen lassen. Aber bis jetzt konnte niemand erklären, wie sich diese bösen Sterne gebildet haben.
Neutronensterne sind die ultradichten Überreste kollabierter Sterne. Sie sind nicht breiter als eine kleine Stadt und überwiegen dennoch unsere Sonne. Wissenschaftler mussten eine völlig neue Physik erfinden, um zu erklären, wie sich Materie in ihnen verhält. (Aber im Gegensatz zu Schwarzen Löchern sind sie nicht dicht genug, um Singularitäten zu bilden.) Wissenschaftler nennen sie Pulsare, weil sie Teleskopen oft als regelmäßig pulsierende Lichtquellen erscheinen. Die meisten drehen sich viel schneller als normale Sterne, und ihre regelmäßigen Drehungen können wie Uhren wirken, die im Weltraum ticken.
Aber ein Neutronenstern allein dreht sich normalerweise nicht schnell genug, um ein Millisekundenpulsar zu sein, schrieben die Forscher in der neuen Studie. Eine externe Energiequelle muss den Pulsar auf seine Drehzahl bringen. Deshalb tauchen die meisten Millisekundenpulsare in binären Systemen auf. Astronomen glauben, dass ein weißer Zwerg normalerweise zu einem Neutronenstern zusammenbricht und irgendwann auf der ganzen Linie einen Materiestrom von seinem binären Zwilling saugt. Die Energie aus diesem Materiestrom lässt den Neutronenstern viel schneller drehen als bei der Geburt.
Redbacks und schwarze Witwen passen jedoch im Allgemeinen nicht zu diesem Modell. Oft sind die schwereren Partner in ihren kleinen binären Systemen, die in engen Bahnen eingeschlossen sind, und ihre intensiven Röntgenstrahlen sprengen Materie von den Oberflächen ihres Begleitsterns, stoßen diesen Miniaturstern in den Weltraum und saugen ihn dann mit der Schwerkraft zurück. Die Massen und Energien, die sich um diese Systeme bewegen, sind im Vergleich zu typischen Millisekunden-Pulsarsystemen sehr ungewöhnlich. Infolgedessen, so die Forscher, scheint das normale Modell für die Beschleunigung von Millisekundenpulsaren durch Begleitsterne nicht zuzutreffen.
In dem neuen Artikel, der am 14. August im Astrophysical Journal veröffentlicht wurde, hat ein Forscherteam dieses Modell verfeinert. Ihre Arbeit berücksichtigt die starke magnetische Energie von Neutronensternen und zeigt, wie der Magnetismus eines Neutronensterns die gesamte vom Begleitstern am Nord- und Südpol des Neutronensterns abgestrahlte Materie einschränken kann. Dies ändere die zugrunde liegende Mechanik der Situation und zeige, dass selbst der kleinere Partner in Redback-Systemen und vielen Black-Widow-Systemen die Pulsare auf Millisekundengeschwindigkeiten beschleunigen könne.
Diese Magnetismustheorie kann jedoch nicht alle uns bekannten schwarzen Witwen erklären. Diese Arbeit sollte jedoch die Notwendigkeit bestimmter dramatischerer Theorien beseitigen - wie die im Astrophysical Journal 2015 veröffentlichte, die darauf hindeutet, dass diese Art von Neutronensternen möglicherweise einfach als Millisekundenpulsare geboren werden und keine Beschleunigungshilfe benötigen.
