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UFO? Warum sind die Pulsvariationen von Doppelpulsaren so schockierend?
Im fernen Universum scheinen Pulsare aufgrund ihrer Einzigartigkeit die Aufmerksamkeit zahlloser Astronomen auf sich gezogen zu haben. Pulsare sind schnell rotierende Neutronensterne, die in regelmäßigen Impulsen elektromagnetische Wellen aussenden. In einem Doppelpulsarsystem hat einer der Pulsare einen Begleitstern, normalerweise einen Weißen Zwerg oder einen anderen Neutronenstern. Die Untersuchung dieser Doppelpulsare bietet uns nicht nur die Möglichkeit, extreme Gravitation im Universum zu beobachten, sondern ist auch eine wichtige Datenquelle zur Überprüfung von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie.
In diesen Systemen variieren die Zeitintervalle zwischen den Impulsen aufgrund des Gravitationseinflusses des Begleitsterns, wodurch Wissenschaftler die Bewegung der Objekte verfolgen können.
Geschichte der Doppelpulsare
1974 entdeckten die Astronomen Joseph Houghton Taylor und Russell Halls am Arecibo-Observatorium PSR B1913+16, den „Halls-Taylor-Doppelpulsar“. Dafür erhielt er 1993 den Nobelpreis für Physik. Als Halls den neu entdeckten Pulsar beobachtete, fiel ihm auf, dass die Frequenz der Pulse regelmäßige Veränderungen aufwies. Der Grund für diese Veränderung liegt darin, dass der Pulsar den Begleitstern mit hoher Geschwindigkeit umkreist und so den Doppler-Effekt verursacht.
Wenn sich ein Pulsar auf die Erde zubewegt, werden die Impulse häufiger; umgekehrt nimmt die Anzahl der empfangenen Impulse ab, wenn er sich von ihr entfernt.
Diese Entdeckung hat den Wissenschaftlern nicht nur gezeigt, dass Pulsare und ihre Begleitsterne ähnliche Massen haben, sondern führte auch zur ersten genauen Messung der Masse eines Neutronensterns. Durch die Messung von Änderungen im Timing der Impulse nutzten die Wissenschaftler relativistische Zeiteffekte, um die Masse des Pulsars zu ermitteln. Mit der Zeit wird die Bahnenergie dieses Pulsarsystems in Gravitationswellen umgewandelt, wodurch die Sterne allmählich näher zusammenrücken.
Doppelpulsare mittlerer Masse
Ein Doppelpulsar mittlerer Masse (IMBP) ist ein Pulsar-Weißer-Zwerg-System mit relativ langer Periode. Pulsare in solchen Systemen haben typischerweise hohe Massen und relativ lange Rotationsperioden zwischen 10 und 200 Millisekunden. Am Beispiel von PSR J2222-0137 entspricht die Masse des Begleiters dieses Pulsars mindestens dem 1,3-Fachen der Sonnenmasse, was ihn zu einem Doppelpulsar mittlerer Masse macht.
Die Entdeckung von PSR J2222−0137 erweitert unser Wissen über Pulsarsysteme, insbesondere im Hinblick auf die Eigenschaften und Massen von Begleitsternen.
Der Einfluss von Doppelpulsaren
In einem Doppelpulsarsystem wird Röntgenlicht erzeugt, wenn sich der Begleitstern ausdehnt und seine äußeren Schichten auf den Pulsar überträgt, wodurch eine Kette von Wechselwirkungen ausgelöst wird. Das Licht dieser Röntgenemissionen zeigt manchmal ein gepulstes Muster, ein Phänomen, das als binäre Röntgenphase bekannt ist. Aufgrund des Materieflusses bildet sich häufig eine Akkretionsscheibe und der Pulsar gibt einen „Wind“ ab, der das Magnetfeld und die Pulssignalemission des Begleitsterns beeinflusst.
Diese Wechselwirkungen veranschaulichen nicht nur die Anziehungskraft von Pulsaren, sondern zeigen auch, wie eng miteinander interagierende Objekte im Universum sich gegenseitig beeinflussen.
Während Wissenschaftler Doppelpulsare immer eingehender untersuchen, beginnen sie zu verstehen, wie diese mysteriösen kosmischen Phänomene unser Verständnis der grundlegenden Gesetze der Physik in Frage stellen. Darüber hinaus könnte uns die Beobachtung von Doppelpulsaren in Zukunft auch tiefere neue Erkenntnisse über Gravitationswellen und die Entwicklung des Universums bringen. Gibt es in diesem riesigen Universum noch tiefere Geheimnisse im Verhalten dieser Pulsare, die darauf warten, von uns erforscht zu werden?
