Westerlund 1: Neutronenstern statt Schwarzes Loch

03.11.2005 - Es ist allgemein bekannt, dass massereiche Sterne, anders als unsere Sonne, ihr Leben in einem gigantischen Feuerwerk beenden und das die Masse entscheidet, welches Schicksal der Kern des Sterns entgegen geht, doch neue Untersuchungen mit Chandra zeigen, das es doch nicht so einfach ist.

Das optische Bild der europäischen Südsternwarte ESO von Westerlund 1 zeigt einen dichten Cluster junger Sterne, von denen viele mehr als die 40-fache Masse unserer Sonne haben. Manche Astronomen spekulierten, dass Kollisionen massereicher Sterne im Cluster ein dazwischenliegendes Schwarzes Loch geformt haben könnten, mit der hundertfachen Masse unserer Sonne. Doch eine Untersuchung des Sternenclusters mit dem Chandra Röntgenstrahlen Observatorium ergab keine Hinweise auf ein Schwarzes Loch diesen Typs. Stattdessen entdeckten die Astronomen einen Neutronenstern (CXO J164710.2-455216).

Der Neutronenstern, eine dichte sich drehende Kugel, die aus Neutronen besteht und lediglich einen Durchmesser von 12 Kilometern hat, enthüllte sich selbst durch einen periodischen Röntgenstrahlpuls (alle 10,6 Sekunden). Sie entstehen, wenn ein massereicher Stern seinen Kernbrennstoff aufgebraucht hat und in einer Supernova Explosion vergeht, liegt die Masse des Sterns nach der Supernova unter der kritischen Grenze von 3 Sonnenmassen, denn andernfalls entsteht ein Schwarzes Loch, verdichtet sich der Kern des ehemaligen Sterns zu einem ultrakompakten Neutronenstern.

Doch nun stellt sich die Frage, wenn solche massereichen Sterne von mehr als 40 Sonnenmassen wie in diesem Cluster einen Neutronenstern produzieren, welcher Typ von Sternen produziert dann ein Schwarzes Loch? Theoretische Kalkulationen zeigen, das die extrem massereichen Sterne während ihres Sternenlebens soviel Masse verlieren, z.B. durch Solarwinde, das sie am Ende ihres Lebens zum Zeitpunkt der Supernova „nur“ einen Neutronenstern produzieren können.

Die Entdeckung des Neutronensterns in Westerlund 1 lässt jedoch ein kleines Fenster für die Entstehung von Schwarzen Löcher aus einzelnen Sternen zwischen 25 Sonnenmassen und weniger als 40 Sonnenmassen offen.

Andere Faktoren, wie die chemische Zusammensetzung des Sterns, seine Rotationsrate, oder ob er Teil eines Doppelsternsystems ist, spielen dabei aber auch eine Rolle. Zukünftige Untersuchungen von jungen Sternenclustern werden vielleicht das Mysterium lösen, wie stellare Schwarze Löcher letztendlich gebildet werden.