DU011 - Die Kilonova und die Geburt des Magnetar

Das Universum

Astronomen aus Leidenschaft surfen auf den Magnetwinden toter Sterne

DU011 - Die Kilonova und die Geburt des Magnetar

Astronomen aus Leidenschaft surfen auf den Magnetwinden toter Sterne

Wir diskutieren zuerst noch einmal wie man Menschen nennen sollte die Astronomie nicht hauptberuflich betreiben. Und entwickeln die Idee für eine Fernsehserie mit dem Titel “Astronomen aus Leidenschaft”. Danach erzählt Ruth eine tolle Geschichte über die Geburt eines Magnetars. Dazu braucht es nämlich eine Kilonova. Und Asteroiden können auf den Sternwinden surfen und Radioblitze erzeugen. Das Universum ist wie immer äußerst cool! Fragen gibt es auch wieder und unsere Antworten darauf. Es geht um das Zentrum des Universum, die Geschwindigkeit der Himmelskörper, den Namen des Mondes und jede Menge andere Themen.

Einleitung: Leidenschaftsastronomen und Dinge die im Dunkeln leuchten

Wir sprechen kurz über die Vorschläge unserer Hörer Moritz und Christian zu einer anderen Bezeichnung von Amateurastronomen: “Astronomen aus Leidenschaft”. Dann erzählt Ruth noch kurz vom Jupitermond Europa, dessen Eiskruste anscheinend im Dunkeln leuchtet, also nicht weil sie von der Sonne angestrahlt wird, sondern von ganz alleine (naja, fast…), ein Phänomen, das sich die Sonde Europa Clipper in gut 5 Jahren genauer ansehen wird.

Mehr Informationen zu den Themen der Einleitung

Mehr zur Europa Clipper Mission gibt es hier.

Astro-Geschichte: Die Geburt eines Magnetars und wie Asteroiden auf relativistischen Sternwinden surfen

Magnetare sind Neutronensterne mit extrem starken Magnetfeldern. Dass es die gibt, wissen wir schon länger, aber wie sie entstehen ist noch unklar. Die Entstehung eines solchen Magnetars durch die Kollision zweier Neutronensterne wurde nun möglicherweise beobachtet (“The Broad-band Counterpart of the Short GRB 200522A at z=0.5536: A Luminous Kilonova or a Collimated Outflow with a Reverse Shock?”). Ein Gamma-Ray Burst gefolgt von einer viel zu hellen Kilonova ist zumindest ein deutliches Indiz dafür.

Ein anderes Forscherteam hat eine mögliche Erklärung für seltsame unregelmäßige Radiostrahlung von Magnetaren gefunden (“Repeating fast radio bursts caused by small bodies orbiting a pulsar or a magnetar”). Durch ihr extremes Magnetfeld und ihre absurd schnelle Rotation erzeugen diese Sternleichen relativistische Winde, also geladene Teilchen, die sich mit annähernd Lichtgeschwindigkeit vom Magnetar wegbewegen. Wenn nun ein Asteroid sich durch dieses Windfeld pflügt, erzeugt er Turbulenzen, die wiederum intensive Radiostrahlungsausbrüche (Fast Radio Bursts) auslösen. Bei einer entsprechenden Menge an Asteroiden kommt es zu den beobachteten schnellen, unregelmäßigen Radio Bursts.

Mehr Informationen zu den Themen der Geschichte

Wie Neutronensterne an ihr Magnetfeld kommen könnt ihr in diesem Artikel nachlesen.

Über Pulsar könnt ihr in dieser Podcastfolge mehr hören.

Zum Massensterben durch Gammablitze findet ihr hier mehr Informationen.

Mehr zu der potentiell beobachteten Entstehung eines Magnetars gibt es auf livescience.com.

Mehr zu den Asteroiden, die Magnetare umkreisen, FRBs auslösen können findet ihr hier

Fragen aus der Hörerschaft

Passend zum Thema der Folge kommt die Frage von Sven: “Während ein schwarzes Loch weiter Masse an sich zieht, etwas vor sich hin strahlt und im Laufe der Zeit wächst oder gar mit anderen schwarzen Löchern verschmilzt…machen Neutronensterne eigentlich was? Und weiße Zwerge? Werden die Kalt und härten aus? Was passiert mit den verschiedenen Sternenleichen?”

Jawohl! Die weissen Zwerge und Neutronensterne kühlen langsam aus, seeeehr langsam, und tun sonst nicht viel (hatten wir auch schon in der letzten Folge bei einer anderen Frage erklärt). Neutronensterne kollidieren mitunter miteinander und erzeugen dann womöglich einen Magnetar.

Und jetzt … Quickfire Question Round!!!

Benedikt und Micha möchten wissen: “Wo ist das Zentrum des Universums? Was ist heute dort wo der Urknall stattgefunden hat?

Kurze Antwort: Das Zentrum ist überall und jeder Ort ist der Ort an dem der Urknall stattgefunden hat.

Lukas fragt sich: ”Warum umkreist sich eigentlich (fast) alles? Also die Planeten ihre Sterne, die Monde ihre Planeten etc. Gibt es auch Himmelskörper die nicht auf einer Umlaufbahn unterwegs sind, sondern „gerade“ durch das Universum fliegen?”

Das liegt daran, dass sich alles bewegt. Und wenn sich alles bewegt und dann kompakter wird - was Himmelskörper tun wenn sie entstehen - wird aus der Bewegung eine Rotation. Und weil sich alles anzieht per Gravitation gibt es keine “gerade” Bewegung.

Torsten schreibt: ”Könnt ihr abschätzen mit welcher Geschwindigkeit wir uns mit unserem Planeten durch den Raum bewegen?” Ähnlich fragt auch Stefan: ”Es gibt nur Relativgeschwindigkeiten, aber die Lichtgeschwindigkeit ist absolut. Was ist dann der Bezugspunkt für diese absolute Geschwindigkeit? Wie schnell bewegt sich dann die Erde im Raum?

Die Geschwindigkeit mit der sich die Erde bewegt kann man messen - Informationen dazu gibt es hier. Und die absolute Lichtgeschwindigkeit hat eben keine Bezugspunkt, ist also nicht relativ zu etwas sondern eine Art Eigenschaft der Raumzeit. Die Geschwindigkeit der Erde kann darum auch nicht relativ zum Raum angegeben werden, sondern nur relativ zu anderen Bewegungszuständen. Im Grunde ist es einerlei ob man sich bewegt oder stillsteht. Nur eine Beschleunigung ist “absolut” in diesem Sinn, weil damit die wirkung einer Kraft verbunden ist.

Bob schickt uns folgende Frage: “Cecila Payne-Gaposchkin hat die Zusammensetzung der Sterne mit Hilfe der Spektroskopie ermittelt und dabei im Wesentlichen Wasserstoff und Helium gefunden. Dass man die Elemente anhand ihrer Absorptionslinien identifizieren kann, ist mir klar. Wie konnte Sie aber die Verteilung von Wasserstoff und Helium ermitteln? Die Linien werden ja bei mehr Wasserstoff nicht dicker, breiter oder dunkler, intensiver? Oder?

Doch, genau das ist der Fall! Die Absorptionslinien werden dunkler, oder “tiefer” wie es im Fachjargon heisst. Es wird mehr Licht von dem jeweiligen Element absorbiert, wenn mehr davon da ist, und darum werden auch die Absorptionslinien noch ausgeprägter. Davon kann man dann die Menge des Materials die vorhanden sein muss abschätzen.

Thomas_ fragt: ”Die Bahnen der Planeten in unserem Sonnensystem bilden ja eine Scheibe. In erster Näherung Bildet die Milchstraße ja auch eine Art Scheibe. Sind diese beiden Scheiben parallel?” Genauso möchte auch Hendrik wissen: ”Wie liegen die Ebenen der verschiedenen Systeme zueinander? Gibt es in der innerhalb unserer Galaxie auch Planetensysteme, deren Ebene komplett anders liegt als unsere?”

Ja! Die Ebenen der Planetensysteme in Galaxien sind zufällig verteilt. Der Drehimpuls entsteht aus den Turbulenzen in der “Urwolke”, aus der sich Sterne und ihre Planeten bilden, und diese Turbulenzen können sich in beliebige Richtungen entwickeln. Unser Sonnensystem liegt auch in einem relativ steilen Winkel zur Ebene der Milchstraße.

Jörg und sein Sohn Alexander haben diskutiert ”… warum die Raumstation im Film sich dreht und die Leute an den Außenwänden laufen können” und sich dann überlegt _”… dass sich die Erde ja auch dreht und wir also entgegen der Schwerkraft nach außen gedrückt/ gezogen werden. An den Polen jedoch nicht. Ist man also am Äquator leichter als am Nord oder Südpol?”)

Ja, genau so ist es. Die Erdbeschleunigung ist am Äquator geringer weil die Erde abgeflacht ist. Der Effekt ist aber klein und macht etwa nur 0.5% aus. Wenn Alexander also ca. 20 kg wiegt, wäre er am Äquator 100 Gramm leichter als am Nordpol. Hier gibt es noch mehr zur astronomischen Diät. Und der Berg über den wir reden war übrigens der Chimborazu und nicht der Aconcagua.

Abschließend fragt Martina: ”Warum hat unser Mond keinen Namen? Alle anderen Monde haben Namen oder Bezeichnungen!”

Florian findet nicht dass das unfair ist, da ja “Mond” der Name unseres Mondes ist. Alle anderen Monde sind also nach unserem Mond benannt. Genauso wie Sterne ja oft als “Sonnen” bezeichnet werden, sind die anderen Monde eben “Monde”. Unser Mond hat also nicht nur den Namen “Mond” sondern ist auch der Namensgeber der Kategorie “Monde”. Warum die Himmelskörper so heißen wie sie heißen könnt ihr hier nachhören.

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