Seltsamere Sterne (Teil 2)
Rote Riesensterne, Weiße Zwerge, Doppelsterne und Schwarze Löcher. Schon gewöhnliche Sterne sind seltsam, aber da draußen gibt es womöglich noch viel seltsamere Objekte.
Seltsam genug, aber mit wissenschaftlich belegter Existenz, erscheinen uns die Neutronensterne. Es sind Überreste großer Sonnen, mit mehr als der achtfachen Masse unseres eigenen Zentralgestirns. Diese Sterne vergehen am Ende ihres Lebens in einer gewaltigen Explosion, der Supernova. Doch damit ist der Stern nicht immer völlig zerstört. Es bleibt ein Rest, der unter Einfluss seiner eigenen Schwerkraft weiter zusammenfällt, da keine Fusionsenergie diesem Druck mehr entgegen steht. Es kann dabei ein schwarzes Loch entstehen, doch wenn die Masse nicht groß genug dafür ist, kommt der Kollaps vorher zum Stillstand und übrig bleibt ein Neutronenstern. Im Grunde ist das ein gigantischer Atomkern, denn unter der immensen Anziehungskraft sind die Elektronen in die Atomkerne gedrückt worden und haben sich mit Protonen zu Neutronen (und Neutrinos) umgewandelt.
Mit einem Durchmesser von nur 20 km besitzen diese Sternenreste noch eine Masse von bis zu 1,5 Sonnenmassen.
Während ein solcher Stern entsteht, und schrumpft, erhöht sich seine Rotationsgeschwindigkeit, sodass der Neutronenstern sich mit einer Rotationsdauer 0,01 bis 8 Sekunden dreht. Ausnahmen (ca. 5 %) rotieren im Bereich von tausendstel Sekunden. Viele dieser Sterne haben zudem ein starkes Magnetfeld, da das Magnetfeld des ursprünglichen Sterns mit dem Kollaps ebenfalls komprimiert wird. Und dieses Magnetfeld beschleunigt geladene Teilchen aus dem umgebenen Gas. Wie bei der Erde sind die Pole und die Rotationsachse nicht immer in einer Linie und so sehen wir die Lichtblitze (Radiowellen oder Röntgenblitze sind je nach Energie auch möglich) der Neutronensterne als Pulsare, wenn die Erde günstig zur Rotations- und Polachse des Neutronensterns steht.
Neutronensterne müssen durch ihre extreme Dichte einem gewaltigen Druck standhalten, um nicht weiter zusammenzufallen und zu einem Schwarzen Loch zu werden. An dieser Stelle kommen quantenmechanische Effekte ins Spiel. Das Einzige, was verhindert, dass der Stern jetzt noch weiter zusammenfällt, ist das Verbot, das Teilchen nicht den gleichen Quantenzustand einnehmen dürfen (am selben Platz zur gleichen Zeit).
Es könnte jedoch sein, und da kommen wir in den Bereich der Spekulation, dass vor dem Schwarzen Loch noch ein weiterer Zwischenzustand erreicht wird, der des Quarksterns. Neutronen – und Protonen auch – bestehen aus jeweils drei Quarks, noch elementareren Elementarteilchen. Neutronen bestehen somit aus einem Up- und zwei Down-Quarks. Wird der Druck groß genug, könnte es also passieren, dass die Neutronen sich in ihre Quarks zerlegen und nur eine Quarksuppe übrig bleibt. Down-Quarks können sich dabei vielleicht sogar in ihre schwereren Geschwister, die Strange-Quarks umwandeln – Energie ist ja genug vorhanden. Ein Sternenrest aus Up- und Down-Quarks nennt man Quarkstern, und wenn Strange-Quarks dazu kommen, wird es ein Strange-Stern.
Einige Neutronensterne könnten Kandidaten für diese Quarksterne sein. In 150 Lichtjahren Entfernung zum Beispiel findet sich RX J1856.5-3754. Dieses Objekt hat einen Durchmesser von lediglich 11 km und ist damit zu klein für das Standardmodell der Neutronensterne.
Der Übergang vom Neutronenstern zum Quarkstern würde, wie bei der Supernova, noch einmal mit einem gewaltigen Energieausbruch einhergehen, ein Vielfaches stärker sogar, sodass ein solches Ereignis zu den intensivsten Gammastrahlen-Ausbrüchen gehören müsste. Die extrem helle Supernova SN1987A könnte ein Indiz für solch ein Ereignis sein. Obwohl vorhergesagt konnte man dort keinen Neutronenstern entdecken.
Und ganz Wild wird es bei den Preon-Sternen, die angeblich selbst die Quarks noch mal in elementarere Elementarteilen zerlegen sollen und dann nur noch einen Durchmesser von 10 cm hätten. Wissenschaftlich gibt es bisher jedoch keinerlei Hinweise darauf, dass Quarks sich weiter zerlegen lassen.
Und alles weitere ist Schwarzes Loch.
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