Astronomen hatten kürzlich das Glück, eine fantastische Kollision zweier Neutronensterne zu beobachten. Was danach geschah, verwirrt die Wissenschaft jedoch immer noch.
Im August dieses Jahres beobachteten Astronomen, wie zwei Neutronensterne miteinander verschmolzen und Gravitationswellen und eine massive Explosion erzeugten. Dann verstanden die Wissenschaftler nicht ganz, was als Ergebnis entstand: ein kolossaler Neutronenstern, ein Schwarzes Loch oder etwas anderes.
Yun-Wei Yu von der Central China Normal University und Zi-Gao Dai von der Nanjing University in China simulierten diese Explosion (das sogenannte Kilonowa), die in Wirklichkeit mehrere Wochen bis mehrere Monate dauern kann. Nach ihren Berechnungen sollte ein, aber ein sehr großer Neutronenstern an der Kollisionsstelle verbleiben.
Kollision von Neutronensternen: wie es passiert
Es gibt drei Haupttheorien darüber, was bei einer solchen Kollision passieren könnte. Im ersten Fall wird ein Schwarzes Loch gebildet; im zweiten wird ein Neutronenstern erhalten, der nur wenige Millisekunden lebt, wonach er sich entweder in ein Schwarzes Loch oder in die dritte Option verwandelt - einen stabilen Neutronenstern. Wenn in diesem Fall alles nach dem dritten Szenario lief, hatten die Astronomen das Glück, den größten jemals entdeckten Neutronenstern zu beobachten.
Die Gravitationswellen, die Wissenschaftler mit LIGO beobachtet haben, werden die Situation nicht klären können. Hier kommt Kilonova jedoch Wissenschaftlern zu Hilfe.
Da sich Neutronensterne zunächst spiralförmig drehen, können sie auf etwa 1/3 der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen, erklärt Edo Berger von der Harvard University. Wenn zwei solcher Sterne kollidieren und eins werden, behält das Objekt diesen Impuls bei und dreht sich dadurch unglaublich schnell. Dabei sendet ein riesiger Stern Energie aus, die den Prozess entweder weiter beschleunigt oder im Gegenteil verlangsamt. Wenn sich ein Neutronenstern bis zur Schwelle verlangsamt, startet er unweigerlich einen spontanen Prozess, um sich in ein Schwarzes Loch zu verwandeln. Die genaue Masse, bei der der Zusammenbruch eines Himmelskörpers auftritt, ist noch unbekannt - es ist nur klar, dass der Stern kolossal sein muss.
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Sicht der Erde
So können Astronomen nur die Kilonova beobachten. Eine Erhöhung der abgestrahlten Energie bedeutet, dass die beiden Sterne erfolgreich zu einem verschmolzen sind. „Für einen Neutronenstern ist eine Kilonova eine Energiestrahlung in verschiedene Richtungen, während es für ein Schwarzes Loch nur ein starker Einwegimpuls ist, eine Art 'Strahl, der einen merklichen Gammastrahlenausbruch verursacht', sagt Berger.
Jetzt unterscheiden sich die Meinungen der Wissenschaftler. Yu und Dai sind zuversichtlich, dass ihr mathematisches Modell korrekt ist und dass dadurch ein riesiger Neutronenstern gebildet wurde. Berger wiederum zeigt auf einen starken Gammastrahlenpuls und ist zuversichtlich, dass die Kollision zur Entstehung eines neuen Schwarzen Lochs geführt hat. Darüber hinaus stellt er fest, dass der Energieschub im Modell der chinesischen Wissenschaftler die Explosion selbst überschattet, die Astronomen mit Teleskopen beobachteten.
Die Situation sollte in den nächsten Wochen gelöst werden. Wenn früher alle Theorien auf Hypothesen beruhten, müssen die Forscher jetzt nur noch die Fakten entschlüsseln und schließlich herausfinden, was als Ergebnis einer solchen phänomenalen Katastrophe passiert ist.
Wassili Makarow
