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Universum – Was sind Pulsare und Quasare


Ein Pulsar (Kunstwort aus Pulsating source of radio emission) ist ein schnell rotierender Neutronenstern. Die Symmetrieachse seines Magnetfeldes weicht von der Rotationsachse ab, weshalb er Synchrotronstrahlung entlang der Dipolachse aussendet. Liegt die Erde im Strahlungsfeld, empfängt man wie von einem Leuchtturm regelmäßig wiederkehrende Signale. Pulsare strahlen hauptsächlich im Radiofrequenzbereich, manchmal bis bzw. nur in den Röntgenbereich. Von den mehr als 1700 bekannten Quellen ließen sich nur bei einigen wenigen auch im sichtbaren Bereich Intensitätsschwankungen beobachten. Die Rotationsdauer eines Pulsars ohne Begleiter liegt zwischen 0,01 und 8 Sekunden. Die Rotationsperiode erhöht sich pro Sekunde um etwa 10−15 s und begrenzt die Lebensdauer auf etwa zehn Millionen Jahre. Daneben gibt es sogenannte Millisekunden-Pulsare (etwa fünf Prozent der Pulsare) mit Umlaufzeiten von einer bis zehn Millisekunden und höherer Lebensdauer. Nach einer Supernova eines massereichen Sternes bleibt in einem heißen, ionisierten Gasnebel ein Neutronenstern zurück. Der Neutronenstern besteht aus einem Teil der Materie des ursprünglichen Sternes (1,44 bis 3 Sonnenmassen) auf kleinstem Raum (Durchmesser um 20 Kilometer). Darüber hinaus behält der gesamte Supernova-Überrest aus Neutronenstern und Gasnebel seinen Drehimpuls bei, und das Magnetfeld des ursprünglichen Sternes wird im Neutronenstern komprimiert. Des Weiteren gibt es elektrische Potentialdifferenzen in der Größenordnung von 1011 Volt. Ein Quasar ist der Kern einer meist weit entfernten aktiven Galaxie, die im sichtbaren Bereich des Lichtes nahezu punktförmig (wie ein Stern) erscheint und ungeheure Energiemengen in anderen Wellenlängenbereichen ausstrahlt. Daher leitet sich der Name Quasar von engl. quasi-stellar object (quasistellares Objekt) bzw. quasi-stellar radio source (quasistellare Radioquelle) ab. Historisch bezeichnete der Begriff kosmische Radioquellen, die in den 1950er Jahren nicht als Radiogalaxien identifiziert werden konnten, sondern in optischen Beobachtungen blau und „sternförmig“ (also nicht flächig) erschienen. 1963 stellte Maarten Schmidt fest, dass die Radioquelle 3C 273 kein naher Stern ist, sondern mit einer Rotverschiebung von 0,158 im Bereich ferner Galaxien liegt, also nur quasi sternartig ist. Spätere Beobachtungen zeigten, dass die hellen sternartigen Quasare doch in die Kerne von Galaxien eingebettet sind, die aber wegen der großen Entfernung schwach erscheinen. Durch die starke Rotverschiebung aufgrund der Expansion des Universums wurden Quasare als sehr weit entfernte Objekte erkannt. Diese Folgerung konnte seit der Entdeckung von Gravitationslinsen unabhängig bestätigt werden. Quasare wurden inzwischen bis zu einer Rotverschiebung von 6,43 entdeckt. Mit der im Jahr 2010 gemachten Entdeckung, dass das 1,6 Mrd Lichtjahre entfernte Quasar SDSS J0013+1523 als Gravitationslinse für eine 5,9 Mrd Lichtjahre dahinter liegende Galaxie wirkt, ergibt sich eine direkte Möglichkeit zur Massenbestimmung eines Quasars

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