Der rekordverdächtige Magnet steckt schon immer in den Daten

Im Kosmischen Zoo gibt es seltsame Monster, denen Astronomen auf erstaunlichste Weise begegnen. Vor nicht allzu langer Zeit fand ein Team in Australien einen sehr ungewöhnlichen Magnetar, einen der seltsamsten Bewohner des Sternenzoos. Es heißt GPM J1839-10 und befindet sich etwa 15.000 Lichtjahre entfernt in Richtung des Sternbildes Scutum.

GPM J1839-10 tauchte bereits vor mehreren Jahrzehnten in Beobachtungen auf und versteckte sich in aller Deutlichkeit. Astronomen haben es als „vorübergehendes mysteriöses Objekt“ beschrieben, das erscheint und verschwindet und dreimal pro Stunde Energie aussendet. Erst 2022, als ein Team der Curtin University ihn mit dem Radioteleskop Murchison Wide-Field Array im Wajarri Yamaji Country im Outback Westaustraliens beobachtete, identifizierten sie ihn als langperiodischen Magnetar. „Dieses bemerkenswerte Objekt stellt unser Verständnis von Neutronensternen und Magnetaren in Frage, die zu den exotischsten und extremsten Objekten im Universum gehören“, sagte Teamleiterin Natasha Hurley-Walker.

Es ist der zweite jemals gefundene Langzeitmagnetar. Der Student Tyrone O’Doherty fand Hurley-Walkers ersten Schüler. Seine Entdeckung überraschte alle. „Wir waren verblüfft“, sagte Hurley Walker. „Also begannen wir, nach ähnlichen Objekten zu suchen, um herauszufinden, ob es sich um ein Einzelereignis oder nur um die Spitze des Eisbergs handelte.“

Wundervoller Magnetar

Astronomen untersuchen Magnetare seit Jahren. Es handelt sich um stark magnetische tote Sterne, die in Ausbrüchen von Sekunden bis zu einigen Minuten Länge Energie freisetzen. Es entstand wahrscheinlich, als massereiche Sterne in Supernovae starben und die verbleibenden Überreste kollabierten und einen Neutronenstern bildeten. Es gibt auch Hinweise darauf, dass kollidierende Neutronensterne Magnetare erzeugen können.

Der Kern des Magnetars ist ein rotierender Neutronenstern mit einem Durchmesser von nur etwa 20 Kilometern. Vermutlich feste Oberflächen. Die Masse des Zellstoffs beträgt üblicherweise 100 Millionen Tonnen oder mehr. Es verfügt über ein unglaublich starkes Magnetfeld (daher der Name „Magnetar“). Während er rotiert, sendet der Magnetar periodische Funkstöße und andere Emissionen aus.

Die Kartierung dieser Explosionen ist so, als würde man auf das Ticken einer Uhr hören, die Signale aber mithilfe von Radioteleskopen auffangen. Die meisten Magnetare verlieren ihr Magnetfeld nach etwa 10.000 Jahren, was sie aus kosmologischer Sicht zu einem kurzlebigen Phänomen macht. Dieses neue Gerät gibt alle 22 Minuten fünfminütige Energiestöße ab. Damit ist es die längste magnetisch gefundene Periode. Es könnte sich auch um einen Ältesten handeln, der kurz davor steht, seine Anwesenheit nicht mehr zu erkennen zu geben.

Ich suche immer wieder nach GPM J1839-10

Im Rahmen ihrer Forschung suchte das Astronomieteam in den Beobachtungsaufzeichnungen anderer Radioobservatorien der letzten Jahrzehnte nach Hinweisen auf GPM J1839-10. Da stellten sie fest, dass es seit 1988 beobachtet wurde. Niemand wusste genau, was es war.

„Es zeigte sich in Beobachtungen des Giant Meterewave Radio Telescope (GMRT) in Indien, und das Very Large Array (VLA) in den USA hatte Beobachtungen, die bis ins Jahr 1988 zurückreichen“, sagte Hurley-Walker. „Das war ein erstaunlicher Moment für mich. Ich war fünf Jahre alt, als unsere Teleskope zum ersten Mal Impulse von diesem Objekt aufzeichneten, aber es blieb unbemerkt und blieb 33 Jahre lang in den Daten verborgen. Sie haben es verpasst, weil sie nicht damit gerechnet hatten, so etwas zu finden.“

Das Team verfolgte Beobachtungen mit Radioteleskopen in Australien und Südafrika sowie mit dem umlaufenden Röntgenteleskop XMM-Newton. Es erschien in Daten von Radioteleskopen sowie in der Infrarotstrahlung eines Teleskops auf den Kanarischen Inseln. Es wurden jedoch keine Röntgenemissionen gefunden, was darauf hindeutet, dass das Objekt bei diesen Energien nicht emittiert.

Archivrecherchen halfen dem Team, so viele Informationen wie möglich über dieses Objekt zu finden. Hurley-Walker beschrieb es als „unterhalb der Todeslinie“, wo das Magnetfeld des Sterns zu schwach ist, um hochenergetische Radioemissionen auszusenden. Was passiert also mit GPM J1839-10, wenn es Signale aussendet, die Radioteleskope erkennen können?

Moment, es wird noch seltsamer

Hurley-Walker erklärte, dass sich GPM J1839-10 zu langsam dreht und keine Radiowellen aussenden sollte. Das liegt daran, dass die periodischen Radioemissionen von Magnetaren das Ergebnis der Rotation von Dipolmagnetfeldern und anderer Mechanismen sind. Die Magnetmodelle gehen davon aus, dass sich die Magnete schnell drehen, sodass Funkemissionen von langsamen Motoren nicht zu erwarten sind.

„Angenommen, es handelt sich um einen Magnetar“, sagte sie, „sollte es diesem Objekt nicht möglich sein, Radiowellen zu erzeugen.“ „Aber wir sehen sie. Und wir sprechen hier nicht nur von einem winzigen flüchtigen Blick auf eine Radioemission. Alle 22 Minuten strahlt es einen fünfminütigen Impuls mit Wellenlängenenergie aus, und das schon seit mindestens 33 Jahren. Was auch immer der Mechanismus dahinter ist, es ist außergewöhnlich.“

Widerspricht dieses Objekt dem traditionellen Verständnis von Magneten? Vielleicht. Es gibt Astronomen sicherlich Anlass zum Nachdenken, wenn sie die Entstehung und Entwicklung von Magnetaren aus Hüllen von Sternen untersuchen, die als Supernovae starben. Es könnte auch dabei helfen, festzustellen, ob Kollisionen von Neutronensternen eine Rolle spielen. Und es könnte etwas Licht auf die schnellen Radioausbrüche werfen, die Astronomen im gesamten Universum beobachten.

Natürlich wird die Entdeckung weiterer dieser langperiodischen Magnetare den Astronomen helfen zu verstehen, ob es sich tatsächlich um typische Magnetare handelt – oder um eine andere Neuentdeckung im kosmischen Zoo.

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