Leuchttürme im Weltall

Joy Division ist waschechten Grufties natürlich 😉 ein Begriff, ebenso bekannt sein dürfte dem geneigten Grufti das Cover des Albums „Unknown Pleasures“ von eben genannter Band, das den Graphen des Signals von CP 1919 zeigt – eines sogenanten Pulsars.
Doch daß das Motiv diese Bedeutung hat war mir zugegebenermaßen bislang nicht bewusst – umso mehr bin ich jetzt von der Wahl angetan 😉
Wer jetzt besagte Graphik sehen will, den verweise ich einfach auf entsprechenden Artikel im – übrigens stets lesenswerten – Blog vom Herrn Spontis: dazu bitte hier lang

In den Kommentaren hängt ja schon die Frage im Raum, was ein Pulsar den nun sei – und auch mein Angebot das Ganze in einem kleinen *räusper* Artikel mal ein wenig zu erläutern. Und das versuche ich nun in den folgenden Zeilen …

Na dann fangen wir mal an *brille zurecht rück*

Wie unsere Sonne auch sind die Sterne die wir nachts am Himmel sehen können ebenfalls Sonnen. Doch nicht alle haben die gleichen Eigenschaften wie unsere Sonne, besonders bei sehr hellen Sternen kann man mit etwas Übung erkennen, daß nicht alle weiß leuchten, manche strahlen mehr rötliches Licht ab, manche sind eher bläulich.

Diese unterschiedlichen Farben kommen von unterschiedlichen Oberflächentemperaturen, ebenso wie bei Feuer ist eine mehr rötliche Flamme kühler als eine blau leuchtende, und mit den Sternen ist es ganz ähnlich. Astronomen charakterisieren Sterne in sogenannten Spektralklassen, anhand des Aussehens ihres Lichtspektrums – aus dem man noch mehr Informationen nehmen kann als nur die Oberflächentemperatur.
Diese Spektralklassen werden mit Buchstaben abgekürzt, sodaß man gleich weiß daß ein Stern der Klasse O bläulich leuchtet, eine ungefähre Masse von 60 Sonnenmassen hat, und an der Oberfläche zwischen 30000 und 50000 Kelvin heiß ist.
Zugegeben, das wusste ich nicht mehr wirklich auswendig, aber gleich mehr dazu.

Ein weiteres Merkmal von Sternen ist die Leuchtkraft. 1905-1913 stellten Hertzsprung und Russel ein Diagramm auf in dem die Spektralklassen (auf der x-Achse) gegen die Leuchtkraft (y-Achse, logischerweise) aufgetragen wurde.
Und so schaut das Ganze dann aus: Hertzsprung-Russel Diagramm auf astronomie.de

Was auffällt ist die recht durchgängige Kurve die sich von links oben, bei den sogenannten „Blauen Riesen“ bis rechts unten zu den „Roten Zwergen“ durchschlängelt. Das ist die sogenannte Hauptreihe – auch unsere Sonne ist eingezeichnet, die als Spektralklasse G-Stern offengesagt gewöhnlicher nicht sein könnte 😀
Im Laufe ihres Lebens halten sich Sterne die meiste Zeit auf eben dieser Hauptreihe auf.
Mit „Leben“ ist hier der Zeitraum gemeint in dem Sterne ihre Energie aus dem Brennen von Wasserstoff beziehen.

Für Pulsare ist diese Hauptreihe irrelevant – und damit kommen wir der Frage, was ein Pulsar ist tatsächlich auch schon näher – nämlich ein Überrest eines Sternes, oder auch eine Stern-Leiche – irgendwie schon wieder gruftig, oder? *g*

Ein Stern stirbt, wenn er einen gewissen Anteil seines Wasserstoffes verbraucht hat, danach wird im Sterneninneren dazu übergegangen, schwerere Atome aus den vorhandenen zu fusionieren.
Im Allgemeinen sind massereiche und heiße Sterne kurzlebiger, und ihr Ableben bei weitem spektakulärer als bei leichteren, kälteren Sternen.
Das liegt daran daß kältere Sterne ihren Brennstoff quasi langsamer verbrauchen als ungleich heißere Sterne, aber das nur am Rande erwähnt.

Also kehren wir zurück zum Ableben von Sternen um zu beleuchten, wie so ein Pulsar entsteht.
Sterne sterben auf unterschiedliche Weise, welche im wesentlichen von ihrer Masse abhängt.
Unsere Sonne wird beispielsweise recht langweilig als weißer Zwerg enden.

Spektakulärer wird es bei massereicheren Sternen. Wie schon erwähnt, fusioniert ein sterbender Stern immer schwerere Elemente in seinem Inneren, bis er bei Nickel und Eisen angekommen ist. Dann würde eine weitere Fusionierung zu noch schwereren Elementen Energiezufuhr benötigen, und nicht mehr Energie freisetzen wie beim Wasserstoff-Brennen. Der Strahlungsdruck der in „lebenden“ Sternen das Gleichgewicht zur Gravitation hält, welche bestrebt ist den Stern zusammenzupressen, setzt aus, und die Hülle des Sterns knallt quasi auf den Kern – und das mit ca Lichtgeschwindigkeit – eine Supernova entsteht.

Dadurch werden in den Atomkernen der Sternenmaterie die Elektronen und Protonen ineinandergepresst, wodurch Neutronen entstehen. Der Sternen-Überrest schrumpft auf ca 20-30 Kilometer Durchmesser – einem Bruchteil seines vorherigen. Dabei steigt die Rotationsgeschwindigkeit ebenfalls enorm an – ähnlich wie ein sich drehender Tänzer schneller wird wenn er die Arme von einer ausgestreckten Position an den Körper heranzieht.
Ein Kubikzentimeter Neutronenstern-Materie würde auf der Erde mehrere Millionen Tonnen wiegen – so enorm ist die Dichte dieses Materials!

Was haben Neutronensterne denn nun mit Pulsaren gemeinsam?

Durch die immens hohe Rotationsgeschwindigkeit von 0,01s bis 8s pro ganzer Umdrehung erzeugen Neutronensterne auch extrem starke Magnetfelder – das Prinzip gleicht dem eines Dynamos.
In diesem Feld werden Elektronen beschleunigt und entlang der magnetischen Polachse abgestrahlt, auch Radiostrahlung entsteht dabei.

Jetzt kann es vorkommen daß diese Abstrahlungsache nicht mit der Rotationsachse zusammenfällt, es entsteht der sogenannte Leuchtturm-Effekt bei dem alles was in „Sichtlinie“ der Strahlungsachse liegt, einen Neutronenstern als pulsierende Signalquelle wahrnehmen kann – wobei „sehen“ kann man Neutronensterne nicht da sie kaum mehr sichtbare elektromagnetische Strahlung a.k.a „Licht“ aussenden.
Die Entdeckung von Pulsaren hängt daher mit der in den 60ern noch jungen Radioastronomie zusammen.
So wurde der erste Pulsar von Jocelyn Bell und Anthony Hewish im Jahre 1967 durch Zufall gefunden. Da die Signale in absolut präzisen Zeitabständen auftraten, nahmen die Wissenschaftler zunächst an, es handele sich um Signale ausserirdischer Wesen – und nannten das Ganze LGM-1 : für Little Green Men.
Später benannte man den Pulsar mit der Bezeichnung CP 1919 – was uns wieder zum Anfang führt.
CP 1919 – das steht einmal für Cambridge Pulsar mit Rektaszension 19h19min – eine Positionsangabe am Himmel.
Heute wird er mit dem nicht weniger kryptischen Kürzel: PSR B1919+21 bezeichnet. Dabei steht die letzte Zahl für die Deklination – ebenfalls eine Positionsangabe. Auf der Erde wären Länge und Breite analog zu Rektaszension und Deklination, das noch am Rande dazu gesagt.

Vielleicht erscheint es zunächst etwas seltsam daß ich gerade vor diesem Hintergrund die Wahl der Graphik von CP 1919 als Albumcover sehr interessant finde, gerade auch im Bezug auf Joy Division.
So ist ein Pulsar zwar ein toter Stern, in dem jedoch extreme Zustände herrschen die teilweise auch heute nicht vollständig erklärt werden können. Und trotzdem sendet diese Sternenleiche noch Signale aus, die zwar nicht so auffällig sind wie sichtbares Licht, aber vorhanden und eben Resultat dieser extremen physikalischen Bedingungen.
Und genauso wie die Entdeckung von CP 1919 ein Meilenstein der Radioastronomie war, so war Joy Division ein musikalischer Meilenstein der den Nerv einer sich neu formenden Jugendszene traf.

Soviel von meiner Seite – ich hoffe ich habe keinen Leser durch wissenschaftlichen Kram allzu sehr verschreckt 😉

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4 Antworten zu “Leuchttürme im Weltall

  1. CP 1919, wer hätte gedacht das ein Pulsar dich zu zu einem tollen Artikel animiert. Demnächst sollte ich vielleicht einfach mal mit Pulsaren, Sonnen, Galaxien und Sternen um mich schmeißen. Ich habe gelernt, das Pulsare gruftig sind, da es sich um Reste eines Sterns, nämliche seine sterblichen Überreste handelt.
    Dabei sind die Signale die ein solcher Pulsar sendet und die auch das Cover der Joy Division Platte zieren ja irgendwie noch gruftiger, denn schließlich handelt es sich um Stimmen aus dem Jenseits. Vielleicht machen wir eine hübsche Session mal in so einem Radioteleskop und lauschen den Stimmen der Verstorbenen.

    Toller Artikel!

    • Vielen Dank 🙂 bei so ner guten Vorlage kann man ja nicht widerstehen 😉 hat mir Spaß gemacht mal wieder ein wenig in sowas einzutauchen, und Lust drauf auch wieder mal tiefer einzusteigen.

      Solche Signale sind im übrigen nicht nur Stimmen von quasi Verstorbenen, sondern auch Stimmen aus der Vergangenheit, denn die Signale sind je nach Entfernung oft hunderte oder noch weit mehr Jahre unterwegs bis sie und erreichen. Je weiter wir in den Weltraum hinein blicken, umso weiter auch in die Vergangenheit, in welchem Zustand sich die Objekte zu der jetzigen Zeit tatsächlich befinden wissen wir nicht – kann sein daß einige Sterne die wir noch am Nachthimmel sehen vielleicht schon ihr Leben beendet haben … und dafür neue entstanden sind.

  2. Pingback: Unknown Pleasures – Peter Hook in Nürnberg « Rosa Chalybeia's Blog

  3. Pingback: Weils halt cool ausschaut … oder so. « Rosa Chalybeia's Blog

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