Herzlich Willkommen zu einer neuen Folge von Schlafreise
durch das Universum, deinem Podcast zum Entspannen,
Loslassen und lernen. Wenn dir unser Podcast gefällt,
bewerte ihn bitte, denn das hilft uns, weitere solcher
Folgen zu produzieren. Heute begeben wir uns auf eine
Reise zu einigen der außergewöhnlichsten Objekte, die
das Universum hervorgebracht hat.
Wir reisen zu jenen kosmischen Leuchttürmen, deren
Lichtstrahlen seit Milliarden Jahren durch den dunklen Raum
schwenken und die uns Einblicke in physikalische Bedingungen
erlauben, wie wir sie niemals auf der Erde nachstellen können.
Wir reisen zu den Pulsaren, jenen rotierenden Sternleichen,
die mit der Präzision atomarer Uhren ihre Signale aussenden und
uns zugleich von den seltsamsten Zuständen erzählen, die Materie
überhaupt annehmen kann. Um zu verstehen, was ein Pulsar
ist, müssen wir am Ende eines Sternenlebens beginnen.
Sterne sind keine ewigen Lichtquellen, sondern Wesen mit
einem Anfang und einem Ende, sie entstehen aus gewaltigen Wolken,
aus Wasserstoff und Helium, die sich unter ihrer eigenen
Schwerkraft zusammenziehen, bis im Inneren der Temperatur und
der Druck so groß werden, dass die Kernfusion einsetzt.
In der FISA Fusion verschmelzen Wasserstoffkerne zu Helium und.
Und dabei wird ungeheure Energie freigesetzt.
Diese Energie strömt nach außen und hält den Stern im
Gleichgewicht zwischen der nach innen wirkenden Gravitation und
dem nach außen drängenden Strahlungsdruck.
Doch dieser Brennstoff ist endlich, wenn ein Stern den
Wasserstoff in seinem Kern verbraucht hat, beginnt er,
Helium zu schwereren Elementen zu fusionieren, bei besonders
massereichen Sternen, also Seuchen mit ungefähr etwas mehr
als achtfachen Masse unserer Sonne.
Geht diese Kette der Fusion immer weiter aus Helium entsteht
Kohlenstoff und Sauerstoff daraus Neon und Magnesium, dann
Silizium und schließlich am Ende dieser kosmischen Schmiede auch
Eisen mit Eisen. Aber endet die Energiespendende
Fusion, denn Eisenkerne sind so dicht gepackt, dass ihre weitere
Verschmelzung Energie verbrauchen würde, anstatt sie
freizusetzen. In diesem Augenblick verliert
der Stern jenes innere Gleichgewicht, das ihn Millionen
oder sogar Milliarden Jahre lang stabilisiert hat.
Was dann geschieht, vollzieht sich in einem winzigen Bruchteil
einer Sekunde der Eisenkern, der sich im Zentrum des Sterns
gebildet hat, kann den eigenen Druck nicht mehr halten und
stürzt in sich zusammen. Innerhalb von etwa einer Sekunde
fällt das Material, das zuvor einen Radius von tausenden
Kilometern eingenommen hatte, auf einen Radius von nur wenigen
Dutzend Kilometern zusammen. Die Geschwindigkeiten erreichen
dabei rund einen Viertel der Lichtgeschwindigkeit, die
äußeren Höhen des Sterns prallen auf den dichten Kern und werden
mit in einer gewaltigen Explosion nach außen
geschleudert. Diese Explosion bezeichnen wir
als Supernova vom Typ 2. In ihrem Lichtblitz kann eine
solche Supernova für kurze Zeit heller leuchten als alle
Milliarden Sterne ihrer Heimatgalaxie zusammen.
Doch was uns hier interessiert, ist das, was im Zentrum
zurückbleibt, in jenem winzigen Bereich, in dem die Materie auf
eine Weise verdichtet wurde, wie sie sonst nirgendwo im bekannten
Universum vorkommt. Dort entsteht ein
Neutronenstern, ein Neutronenstern ist ein Objekt
von schier unfassbaren Eigenschaften.
Sein Durchmesser beträgt nur etwa 20 bis 24 Kilometer.
Damit hätte er auf einer Karte unseres Heimatplaneten gerade
einmal die Ausdehnung einer mittelgroßen Stadt wie Bremen
oder Hannover. Und doch enthält ein typischer
Neutronenstern die Masse von etwa 1,4 Sonnenmassen, in
besonderen Fällen bis zu 2,3 Sonnenmassen.
Wenn wir uns vorstellen, dass die Sonne die rund 333000 mal so
schwer ist wie die Erde in eine Kugel von etwa Stadtgröße
gepresst würde, beginnen wir zu ahnen, wie dicht diese Materie
sein muss. Ein einziger Täler für eine
Neutronensternmaterie würde auf der Erde rund eine Milliarde
Tonnen wiegen, das entspricht etwa dem Gewicht eines Berges,
die mittlere Dichte eines Neutronensterns liegt bei rund
10 hoch 17 Kilogramm pro Kubikmeter.
Also bei einer 100 Milliarden mal so hohen Dichte wie der von
Wasser. Das ist die Dichte, die wir
sonst nur im Innern von Atomkernen finden.
Aber warum ist das so bei dem Kollaps, der einen
Neutronenstern entstehen lässt? Werden die Elektronen der Atome
so stark in die Atomkerne hineingepresst, dass sie sich
mit den Protonen vereinigen und neue Teilchen bilden?
Aus Elektron und Proton wird ein Neutron, dabei ein winziges,
nahezu masseloses Teilchen freigesetzt, das wir Neutrino
nennen. Diese Neutrinos tragen rund 99%,
der bei einer Supernova frei werdenden Energie aus dem Stern
hinaus, sie sind die eigentlichen Botschafter der
Katastrophe, lange bevor das sichtbare Licht der Supernova
den Stern verlässt. Tatsächlich konnte im Februar
1987 bei der berühmten Supernova 1987 a in der großen
Magellanischen Wolke ein Schwall solcher Natrinos auf der Erde
nachgewiesen werden. Mehrere Stunden bevor das Licht
der Explosion am Himmel aufleuchtete.
Was im Zentrum übrig bleibt, ist ein Stern, der fast vollständig
aus Neutronen besteht, dicht an dicht gepackt gehalten durch den
sogenannten Entartungsdruck der Neutronen.
Eine quantenmechanische Eigenschaft, die verhindert,
dass 2 Neutronen denselben Quantenzustand einnehmen.
Ein Neutronenstern ist also ein Stern, der seinem Namen kaum
noch gerecht wird, er strahlt nicht durch Kernfusion, sondern
nur durch die Hitze, die in seinem Inneren als Restwärme aus
der Geburt gespeichert ist. Seine Oberflächentemperatur kann
bei jungen Neutronensternen über 1000000 Grad Celsius betragen,
doch er kühlt im Laufe der Jahrmillionen langsam ab.
Die Schwerkraft an seiner Oberfläche ist so groß, dass ein
Mensch, könnte er denn dort stehen, das
Hundertmilliardenfache seines irdischen Gewicht spüren würde.
Ein Berg auf einen Neutronenstern könnte nicht
höher sein als wenige Millimeter, weil die
unvorstellbare Schwerkraft jede größere Erhebung sofort einebnen
würden, die Krümmung der Raumzeit in der Nähe eines
Neutronensterns ist so stark, dass Licht spürbar von seinem
geraden Weg abgelenkt wird. Wer aus großer Ferne auf einen
Neutronenstern blickt, sieht nicht nur seine Vorderseite,
sondern durch die Lichtablenkung bedingt auch ein wenig von
seiner Rückseite. Es ist, als würde die Raumzeit
selbst sich um diesen winzigen dichten Punkt herum biegen wie
eine kosmische Linse, wenn dich Neutronensterne im Detail
interessieren, haben wir dazu auch eine Folge, die ich gerne
verlinke, doch ein Neutronenstern allein ist noch
kein Pulsar. Was ein Neutronenstern zu einem
Pulsar macht, sind 2 weitere Eigenschaften, die er aus seiner
Entstehung mitbringt. Das eine ist die ungeheuer
schnelle Rotation, das andere ist ein extrem starkes
Magnetfeld, beides sind unmittelbare Folgen der
Sternenkollaps, wenn ein Großer, langsam rotierender Stern in
sich zusammenfällt, verkleinert sich sein Radius dramatisch,
doch der Drehimpuls, eine grundlegende physikalische
Größe, bleibt erhalten. Sowie eine Eiskunstläuferin
schneller wird, wenn sie sich während der Pirouette ihre Arme
an den Körper zieht. So rotiert auch der Sternenkern
beim Kollaps immer immer schneller aus einer
Rotationsdauer von vielleicht 30 Tagen, wie sie einen Stern wie
unsere Sonne aufweist, wird beim Kollaps zu einem Neutronenstern
eine Rotationsdauer von wenigen Bruchteilen einer Sekunde.
Der schnellste bekannte Pulsar mit der Bezeichnung PSR J
17482446 AD rotiert 716 mal in jeder einzelnen Sekunde.
Das ist eine Geschwindigkeit, bei dem der eine Punkt am
Äquator dieses Sterns sich rund mit einem Viertel der
Lichtgeschwindigkeit bewegt. Auch das Magnetfeld wird bei
einem Kollaps gewissermaßen mitgerissen und verdichtet.
Aus einem mäßig starken Sternmagnetfeld wird so ein Feld
von einer Stärke, das jede irdische Erfahrung übersteigt.
Typische Pulsare haben Magnetfeldstärken von 10 hoch 8
bis 10 hoch 9. Tesla zum Vergleich Das
Erdmagnetfeld liegt bei rund 0,0005 Tesla ein starker
Hufeisenmagnet vielleicht bei 0,1 Tesla.
Die stärksten künstlichen erzeugten Magnetfelder auf der
Erde erreichen etwa 100 Tesla in extrem kurzen Pulsen.
Ein Pulsar trägt also ein Magnetfeld, das Milliardenfach
stärker ist als alles, was wir herstellen können.
Aus dieser Verbindung von schneller Rotation und
gewaltigem Magnetfeld entsteht das Phänomen, dem die Pulsare
ihren Namen verdanken. An den magnetischen Polen des
Neutronensterns werden geladene Teilchen, vor allem Elektronen,
und ihre Antiteilchen, die Positronen, in gewaltigen Mengen
beschleunigt. Diese Teilchen bewegen sich
beinahe mit Lichtgeschwindigkeit entlang der Magnetfeldlinien und
strahlen dabei elektromagnetische Wellen ab, da
die magnetischen Pole in der Regel nicht mit den
Rotationspolen übereinstimmen, schwenken die beiden gebündelten
Strahlen, die an den magnetischen Polen austreten.
Mit jeder Drehung des Sterns in den Raum, ähnlich wie die
Strahlen eines Leuchtturms über das Meer wandern, trifft einer
dieser Strahlen die Erde. Dann sehen wir bei jeder
Umdrehung des Sterns einen kurzen Lichtblitz, und da die
Rotation des Neutronensterns über lange Zeiträume hinweg
außergewöhnlich gleichmäßig ist, kommen diese Blitze in einem so
regelmäßigen Rhythmus, dass die genauesten Pulsare in ihrer
Präzision mit den besten Atomuhren der Welt mithalten
können. Die Entdeckung der Pulsare
gehört zu den schönsten Geschichten der modernen
Astronomie. Sie ereignete sich im Sommer und
im Herbst des Jahres 1967 an der Universität Cambridge in England
eine junge Doktorandin untersuchte mit Hilfe eines neu
errichteten Radioteleskops das Flackern von Radioquellen am
Himmel. Bei der Auswertung der
kilometerlangen Aufzeichnungsstreifen ihres
Geräts bemerkte sie eines Tages ein seltsames Signal.
Ein winziges, sich wiederholendes Muster aus
Pulsen, die im Abstand von genau 1,337 Sekunden eintrafen.
Diese erstaunliche Regelmäßigkeit war so präzise.
Dass Joseline Bell, so hieß diese Doktorandin, und ihr
Doktor Vater, zunächst die Vermutung äußerten, es könnte
sich sogar um künstliche Signale handeln, womöglich gar um
Botschaften einer außerirdischen Zivilisation.
Sie nannten das Signal halb scherzhaft LGM One, was für
Little Green Man also kleine grüne Männchen stand.
Doch als Bell wenige Wochen später ein zweites Signal mit
gleicher Regelmäßigkeit, jedoch ganz anderer Periode an einer
anderen Stelle des Himmels fand, war klar, dass es sich nicht um
die Botschaften einer einzelnen Zivilisation handeln konnte,
sondern um ein natürliches kosmisches Phänomen.
Heute wissen wir, dass Bell die ersten Pulsare entdeckt hatte,
das ursprüngliche Signal trägt die Bezeichnung PSRB 1919 + 21.
Für diese Entdeckung erhielt Anthony Hewish im Jahr 1974 den
Nobelpreis für Physik. Bedauerlicherweise wurde Bell,
die die Pulse als erste erkannt hatte und ihre Bedeutung erfasst
hatte, dabei übergangen, eine Entscheidung, die bis heute als
eine der bekanntesten Ungerechtigkeiten in der
Geschichte des Nobelpreises gilt.
Bell selbst nahm dies stets mit großer Würde hin und betonte,
dass die Pulsarforschung danach erst richtig in Schwung gekommen
sei, die. Im Jahr 2018 wurde sie mit dem
Break Through Price in fundamental Physics
ausgezeichnet und stiftete das Preisgeld von rund 3000000 US
Dollar, einer Stiftung zur Förderung unter repräsentierter
Gruppen in der Physik. Seit Bels Entdeckung sind etwa
3500 pulsare bekannt geworden, von denen die meisten in unserer
eigenen Milchstraße liegen, sie verteilen sich auf verschiedene
Klassen, die jeweils eigene Geschichten erzählen.
Die klassischen Pulsare, auch als Rotationsgetriebene Pulsare
bezeichnet, haben Rotationsperioden von etwa 0,1
bis 10 Sekunden. Ihre Energie beziehen sie aus
Ihrer Rotation selbst. Mit jeder Umdrehung geben sie
einen winzigen Teil ihres Drehimpulses ab und werden dabei
minimal langsamer. Diese Verlangsamung ist messbar,
doch sie verläuft so allmählich, dass ein typischer Pulsar
Millionen bis viele Millionen Jahre lang als Pulsar sichtbar
bleibt. Eine zweite, sehr besondere
Klasse sind die Millisekunden pulsare.
Diese rotieren in Perioden zwischen 1,4 und etwa 30
Millisekunden, also viele 100 mal in jeder Sekunde, sie sind
in der Regel deutlich älter als klassische Pulsare, ihre
Magnetfelder sind schwächer und sie haben einen ungewöhnlichen
Werdegang hinter sich. Man geht davon aus, dass
Millisekunden Pulsare in der Frühphase Bestandteile eines
Doppelsternsystems waren. Materie eines Begleitsterns
strömte über und sammelte sich auf dem Neutronenstern an.
Ein Prozess, den man Akkretion nennt.
Dabei wurde der Drehimpuls des einströmenden Gases an den
Neutronenstern abgegeben, der wie eine Töpferscheibe immer
schneller in Drehung versetzt wurde.
Astronominnen sprechen deshalb davon, dass Millisekunden
Pulsare durch Akkretion wiedergeboren werden.
Die dritte sehr exotische Klasse sind die sogenannten Magnetare.
Auch hierzu haben wir eine extra Folge schon einmal gemacht.
Sie sind Neutronensterne mit Magnetfeldern, die noch einmal
1000, mal stärker sind als jene gewöhnlicher Pulsare, also mit
Feldstärken bis zu 10 hoch 11 Tesla magnetare können in
unregelmäßigen Abständen gewaltige Ausbrüche von Röntgen
und Gammastrahlung aussenden. Der bekannteste Ausbruch dieser
Art, ein sogenannter Riesenflair des Magnetars SGR 180 620 im
Dezember 2004, war so Energiereich, dass er für den
Bruchteil einer Sekunde das gesamte sichtbare Universum in
Gammastrahlung übertraf und sogar die obere Ionosphäre der
Erde messbar veränderte. Obwohl der Magnetar mehr als
40000 Lichter entfernt liegt. Der wohl berühmteste Pulsar ist
der sogenannte Krebspulsar, eingebettet in den Krebsnebel im
Sternbild Stier. Der Krebsnebel ist der Überrest
einer Supernova Explosion, die chinesische und arabische
Astronomen im Juli des Jahres 1054 am Himmel beobachtete.
Sie berichteten von einem neuen Stern, der so hell strahlte,
dass er für 23 Tage sogar am Taghimmel zu sehen war und
insgesamt fast 2 Jahre lang sichtbar blieb.
Im Zentrum des heute übrig gebliebenen ausgedehnten
Gasnebels rotiert ein Neutronenstern mit einer Periode
von rund 33 Millisekunden, also etwa 30 mal pro Sekunde.
Er ist mit modernen Instrumenten in allen Wellenlängenbereichen
sichtbar, von Radiowellen über sichtbares Licht bis hinzu
Röntgen und Gammastrahlung. Bilder, die das Weltraumteleskop
Hubble vom krebsnebel Aufnahmen, zeigen einen wirbelnden Schleier
aus Gasfäden. Durchzogen von einer
schimmernden blauen Strahlungswolke, die direkt vom
Pulsar gespeist wird. Die Energie, die der Krebspulsar
pro Sekunde abgibt, ist etwa 75000 mal so groß wie die
Gesamtleuchtkraft unserer Sonne und dennoch verlangsamt sich
seine Rotation jedes Jahr um etwa 38 Millionstel einer
Sekunde aus dieser winzigen Verlangsamung lässt sich exakt
jene Energie ableiten, die der Pulsar abstrahlt.
Und sie passt erstaunlich genau zu dem, was in seinem Nebel an
Leuchten beobachtet wird. Es ist eine der schönsten
Bestätigungen unserer physikalischen Theorien, Pulsare
sind jedoch nicht nur Objekte der Schönheit, sondern auch
außerordentlich wertvoll für die Wissenschaft, sie dienen als
kosmische Uhren, mit deren Hilfe wir die in den Eigenschaften der
Raumzeit selbst überprüfen können, im Jahr 1974.
Entdeckten Russell Hulls und Joseph Taylor an der Universität
Massachusetts ein außergewöhnliches System, das
die Astrophysik nachhaltig verändert hat?
Es war der erste bekannte Doppelsternpulsar mit der
Bezeichnung PSR B 191 316 in diesem System umkreisen sich 2
Neutronensterne in einem engen Tanz mit einer Umlaufperiode von
nur 7,75 Stunden, einer davon. Ist ein Pulsar, dessen Signale
uns die exakte Bahn beider Körper verrät.
Hals und Taylor verfolgten diese Systeme über viele Jahre und
stellten fest, dass die Umlaufperiode sich allmählich
verkürzt. Die beiden Sterne kommen sich
also Jahr für Jahr ein winziges Stücken her, diese Verkürzung
passt mit einer Präzision von weniger als einem Prozent zu
jenen Vorhersagen, die. Die Albert Einstein in seiner
allgemeinen Relativitätstheorie im Jahr 1916 gemacht hat.
Sie besagen, dass beschleunigte Massen Gravitationswellen
abstrahlen, also Wellen in der Raumzeit selbst, und dass das
Doppelsternsystem dadurch Energie verliert.
Die beiden erhielten für diesen ersten indirekten Nachweis von
Gravitationswellen im Jahr 1993 den Nobelpreis für Physik.
Es sollte noch bis September 2015 dauern, bis
Gravitationswellen mit den Detektoren des Laser
Inferiometrie Gravitationswellen Observatoriums, kurz LIGO,
erstmals direkt nachgewiesen wurden.
Doch die Pulsare hatten ihre Existenz lange zuvor
angekündigt, auch heute sind pulsare wichtige Hilfsmittel, um
Gravitationswellen zu erforschen.
Tatsächlich gibt es ganze Forschungsverbände, die ein
Netzwerk von Millisekunden pulsaren über viele Jahre hinweg
beobachten und versuchen, in den winzigen Abweichungen ihrer
Ankunftszeiten ein Signal von Gravitationswellen aufzuspüren,
das von verschmelzenden supermassereichen schwarzen
Löchern in fernen Galaxien stammt.
Diese sogenannten Pulsar Timing Arrays funktionieren wie ein
galaktischer detektor, sie nutzen die Milchstraße selbst
als Messinstrument. Im Sommer 2023 verkündeten
gleich mehrere internationale Konsortien, dass sie nach
jahrzehntelangen Beobachtungen erstmals deutliche Hinweise auf
einen Gravitationswellenuntergrund im
niederfrequenten Bereich gefunden haben.
Dieser Untergrund stammt vermutlich von Millionen
einzelner paarisch supermassereicher schwarzer
Löcher, die sich in fernen Galaxien umkreisen und
verschmelzen. Es ist ein gewaltiges Brummen
der Raumzeit, ein leises Grundrauschen des Universums,
das durch die feinfühligen Uhren der Pulsare hindurch hörbar
wird. Pulsare lehren uns auch viel
über die innere Struktur der Materie, die genaue
Beschaffenheit eines Neutronensterns ist auch heute
noch nicht vollständig verstanden, in seiner äußeren
Schicht, die nur wenige 100 Meter dick ist, bildet sich eine
feste Kruste aus Atomkernen und freien Elektronen, die in einem
Gitter angeordnet sind. Ähnlich einem Festkörper auf der
Erde. Darunter folgt eine Schicht von
Atomkernen, die in eigentümlichen Formen angeordnet
sein sollen. Forschende beschreiben dies mit
dem Begriff nukleare Pasta, dort sollen die Kerne je nach Druck
und dichte Strukturen ausbilden, die an Spaghetti, an Lasagne
oder an Käse mit Löchern erinnern, noch weiter im Innern
liegt ein superfluides Meer aus Neutronen also.
Eine Flüssigkeit, die fließt, ohne Reibung zu erzeugen, etwa
wie ein supraleitendes Gemisch aus Protonen, das elektrischen
Strom widerstandslos leitet. Im Zentrum bei den höchsten
Dichten überhaupt, können exotische Zustände existieren,
in denen die einzelnen Quarks der Neutronen freigesetzt werden
und ein sogenanntes Quark gluon Plasma bilden, doch dies ist 1
der großen offenen Rätsel der Physik.
Pulsare sind die natürlichen Laboratorien, in denen sich
diese Bedingungen untersuchen lassen und jedes Detail in ihrer
Strahlung, jede winzige Unregelmäßigkeit ihrer Rotation
gibt uns Hinweise darauf, was sich in ihrem unzugänglichen
Innern verbirgt. Eines dieser Hinweise sind die
sogenannten Glitches, also winzige Pressliche Sprünge in
der Rotationsgeschwindigkeit eines Pulsars.
Normalerweise verlangsamt sich ein Pulsar gleichmäßig.
Doch hin und wieder rotiert er für einen kurzen Augenblick
wieder schneller, bevor er die alte Verlangsamungsrate wieder
aufnimmt. Diese Glitches sind ein Zeichen
dafür, dass das Innere des Sterns keine starre Einheit ist.
Vielmehr scheint die feste Kruste mit dem Superfluiden
Innern über lange Zeiträume hinweg in einer Art gespannter
Beziehung zu stehen, und gelegentlich rückt das relativ
zum anderen. Ähnlich wie tektonische Platten
auf der Erde, die sich nach langem Aufstau ihrer Spannung
plötzlich verschieben. Solche Sternbeben können Risse
in der Kruste eines Matronensterns hervorrufen, doch
wegen seiner gewaltigen Schwerkraft sind diese Risse
nicht größer als wenige Millimeter, und auch genügen
sie, um die Rotation des gesamten Sterns merklich zu
beeinflussen. Eine weitere bemerkenswerte
Eigenschaft der Pulsare ist ihre Verwendbarkeit als
Navigationssysteme. Die Idee dazu reicht recht weit
zurück, doch erst in den letzten Jahren wurde sie ernsthaft
erprobt, da jeder Pulsar mit einer ganz eigenen,
charakteristischen Pulsfrequenz strahlt, lassen sich pulsare wie
kosmische Leuchtfeuer nutzen, um die Position eines Raumfahrzeugs
im Sonnensystem zu bestimmen. Mit Hilfe mehrerer bekannter
Pulsare und ihrem genauen Pulsmuster ließe sich sogar
theoretisch in weit entfernten Bereichen des Sonnensystems oder
sogar darüber hinaus eine Positionsangabe gewinnen.
Ähnlich wie heute auf der Erde mit Hilfe der Satelliten des
globalen Positionsbestimmungssystems.
Die NASA hat im Jahr 2018 mit einem Experiment namens Sextant
an Bord der Internationalen Raumstation gezeigt.
Dass eine solche Navigation mit Röntgenpulsaren grundsätzlich
möglich ist und eine Genauigkeit von wenigen Kilometern erreicht.
Vielleicht werden also zukünftige Raumsonden, die sich
weit hinaus in das äußere Sonnensystem oder gar in den und
interstellaren Raumwagen von den Signalen längst vergangener
Sterne ihren Weg ablesen, auch wenn Pulsare uns oft fern und
unzugänglich erscheinen, sind sie nicht abgeschnitten von uns.
Sie bilden ein Netz von Leuchtfeuern, das unsere Galaxie
durchzieht und uns hilft, ihre Struktur zu kartieren.
Mit Hilfe von Pulsarsignalen lässt sich die Verteilung des
interstellaren Gases zwischen den Sternen vermessen, denn die
Radiowellen eines Pulsars werden auf ihrem Weg durch dieses Gas
in charakteristischer Weise gedehnt, niederfrequente Wellen
kommen später an als hochfrequente, und aus diesem
Effekt der sogenannten Dispersion lässt sich die
Dichte. Des durchquerten Mediums
berechnen so sind die Pulsare nicht nur boten ihrer eigenen
Geschichte, sondern auch Vermesser des Raumes zwischen
den Sternen, durch den ihre Lichtsignale zu uns gelangen.
Wenn wir versuchen, uns einen Pulsar bildlich vorzustellen,
dann denken wir vielleicht an einen winzigen, glühenden
Kreisel, der hoch oben in der Stille des Alls rotiert, umgeben
von gespannten Magnetfeldlinien, an denen Teilchenströme entlang
gleiten und ihre Strahlung in 2 schmale Lichtkegel bündeln.
Wir denken an einen Stern, der sich in der Größe einer
mittelgroßen Stadt zusammenballt und doch die Masse einer ganzen
Sonne in sich trägt. Wir denken an Strahlen, die sich
in einem unermüdlichen Rhythmus durch den Raum schwenken und
einen Bruchteil dieser Strahlung an Antennen auf der Erde
abgeben, viele 1000 Jahre nach ihrer Aussendung, wir denken an
Atomuhren der Natur, die seit der Frühzeit unseres
Sonnensystems Schwingen und uns Geschichten von Sternen
erzählen, die längst gestorben sind wir.
Vielleicht ist es das, was uns an Pulsaren so berührt.
Ihre Ruhe inmitten gewaltigster physikalischer Bedingung.
Sie sind die Überlebenden katastrophaler Explosionen, und
ihre Existenz beginnt mit einem der heftigsten Ereignisse, die
das Universum hervorbringen kann, und dennoch ist ihr Wesen
Beständigkeit, Rhythmus, gleichförmige Wiederkehr, sie
sind das fast Unmögliche, das durch den langen Zeitraum
hindurch immer wiederkehrt. Pulsare sind auch ein Fenster in
unsere kosmische Vergangenheit. Wenn wir das Signal eines
Pulsars empfangen, der 30000 Lichtjahre entfernt ist, dann
sehen wir Strahlung, die zu einer Zeit ausgesendet wurde,
als auf der Erde die letzten Eiszeiten ihren Höhepunkt
erreichten und in den Höhlen Europas die ersten Kunstwerke
entstanden. Das Licht des Krebspulsars, das
uns heute erreicht, wurde tatsächlich vor 6500 Jahren auf
den weggeschickt. Also zu einer Zeit, als in
Mesopotamien die ersten Städte entstanden.
Wir blicken in jedem Augenblick in eine andere Vergangenheit,
und je weiter ein Pulsar von uns entfernt ist, desto tiefer
reicht dieser Blick in die Geschichte des Kosmos hinein.
Vielleicht denken wir auch an die Zukunft, wenn wir an pulsare
denken, denn wenn eine Sonne wie unsere am Ende ihres Lebens
steht, wird sie nicht zu einem Pulsar werden, dafür ist sie
einfach zu klein. Sie wird stattdessen ihre
äußeren Hüllen als planetarischen Nebel abstoßen
und im Zentrum einen weißen Zwerg hinterlassen, einen
anderen, aber weniger dramatischen Endzustand der
Sternentwicklung. Doch die massereicheren
Geschwister unserer Sonne, jene blauen Riesensterne, die wir am
Himmel als helle Lichter erkennen können, sie werden in
einigen Millionen Jahren als Supernova enden und entweder zu
neutronensternen werden, die ihrerseits als Pulsare stahlen,
oder bei besonders großer Masse zu schwarzen Löchern
kollabieren. Manchmal entstehen Pulsare auch
in ihrer unmittelbaren Nähe zur Erde.
Sollte zum Beispiel der Stern Beteigeuze, der hellste Stern im
Sternbild Orion, in den nächsten 100000 Jahren als Supernova
explodieren, was Astronom innen für sehr wahrscheinlich halten,
dann könnte daraus auch ein Neutronenstern werden, der
vielleicht eines Tages als Pulsar an unserem Himmel
pulsiert, die Explosion wäre vom Erdboden aus sichtbar, etwa so
hell wie der Vollmond. Doch wegen der gewaltigen
Entfernung von rund 540 Lichtjahren für die Erde völlig
ungefährlich. Auch zu Bietergeuze haben wir
schon eine Folge gemacht, die ich ebenfalls verlinke, werden
wir nun am Ende dieser Reise zurückkehren zu unserem eigenen
Planeten, zu jener kleinen blauen Kugel in der Stille des
Alls, dann erscheint uns die Erde mit 9 Augen.
Auch sie folgt einem Rhythmus, dem Wechsel von Tag und Nacht,
der Wiederkehr der Jahreszeiten, dem Atem der Gap, der G Zeiten.
Auch sie ist eingebettet in jenes Netz aus kosmischer
Ordnung, dass die Bulsare uns auf so eindrucksvolle Weise
zeigen, und doch ist die Erde mehr als nur ein weiteres Glied
in dieser kosmischen Kette, sie. Ist es soweit?
Wir wissen, der einzige Ort, an dem aus den Atomen, die in den
Sternenfeuern geschmiedet wurden, etwas erwachsen ist, das
diese Atome wieder zu deuten vermag.
Wir selbst, die wir auf dem Pulsar lauschen, sind das Hören
Echo des Alls auf seine eigenen Klänge, und genau das verlangt
von uns einen achtsamen und verantwortungsvollen Umgang mit
dieser einzigartigen Welt, die uns trägt, mit ihren Atmosphären
und Ozeanen. Mit ihrer Vielfalt an
Lebensformen, mit jedem fragilen Zusammenspiel aus Bedingungen,
die wir mit klarem Verstand und gemeinschaftlicher Sorge
bewahren müssen. Die Pulsare leuchten seit
Jahrmillionen verlässlich vor sich hin, ohne dass wir etwas
dazu beitragen müssen. Doch die Bewohnbarkeit der Erde
ist kein gleichermaßen sicheres Geschenk, sie ist anvertraut,
sie verlangt nach gemeinsamen Schutz, nach Verständigung.
Nach demjenigen ruhigen Maß, das auch ein Pulsar in seiner
Drehung verkapert.