Neutronensterne
Die dichtesten bekannten Objekte im Universum — ein Teelöffel wiegt Milliarden Tonnen.
01Was ist ein Neutronenstern?
Ein Neutronenstern ist der extrem komprimierte Überrest eines massereichen Sterns nach einer Supernova. Die gesamte Masse von 1,4–2,1 Sonnenmassen ist auf eine Kugel von nur ~20 km Durchmesser zusammengepresst.
Die Materie besteht fast ausschließlich aus Neutronen. Die Dichte ist so enorm, dass ein Teelöffel etwa 6 Milliarden Tonnen wiegen würde — das entspricht dem Gewicht eines Berges.
02Entstehung
Wenn ein Stern mit 8–25 Sonnenmassen seinen Brennstoff verbraucht hat, kollabiert der Eisenkern. Elektronen und Protonen werden zusammengepresst und verschmelzen zu Neutronen — ein Neutronenstern ist geboren.
Die äußeren Schichten werden als Supernova ins All geschleudert, während der Kern in Sekundenbruchteilen auf ~20 km schrumpft. Dabei wird er extrem schnell rotierend und stark magnetisch.
03Pulsare
Pulsare sind schnell rotierende Neutronensterne, die gebündelte Strahlung wie ein Leuchtturm aussenden. Jocelyn Bell Burnell entdeckte den ersten Pulsar 1967 — anfangs dachte man scherzhaft an außerirdische Signale („LGM-1").
Manche Pulsare drehen sich bis zu 716 Mal pro Sekunde (Millisekunden-Pulsare) und sind dabei so präzise wie Atomuhren. Sie werden sogar zur Navigation im Weltraum in Betracht gezogen.
04Magnetare
Magnetare sind Neutronensterne mit den stärksten bekannten Magnetfeldern im Universum — bis zu 10¹⁵ Tesla. Zum Vergleich: Ein MRT-Gerät hat etwa 3 Tesla.
Ein Magnetar in Mondentfernung würde sämtliche Kreditkarten der Erde löschen und sogar die Atomstruktur von Materie verzerren. Ihre Ausbrüche können in Millisekunden mehr Energie freisetzen als die Sonne in 100.000 Jahren.
05Neutronenstern-Verschmelzungen
Wenn zwei Neutronensterne einander umkreisen, verlieren sie durch Gravitationswellen langsam Energie und spiralen aufeinander zu. Die Verschmelzung erzeugt ein gewaltiges Ereignis: eine Kilonova.
2017 wurde erstmals eine solche Verschmelzung sowohl durch Gravitationswellen als auch durch Licht beobachtet (GW170817). Dabei wurde bestätigt, dass schwere Elemente wie Gold und Platin bei solchen Ereignissen entstehen.