Pulsar

Pulsare gehören zu den extremsten Objekten im Universum. Es handelt sich um Neutronensterne, die sich mit enormer Geschwindigkeit drehen (bis zu Hunderte Male pro Sekunde) und dabei gebündelte Radiostrahlung entlang ihrer Magnetpole aussenden. Da die Magnetachse oft nicht mit der Rotationsachse übereinstimmt, streicht der Strahl wie ein Leuchtfeuer über den Himmel. Trifft er auf die Erde, registrieren Radioteleskope einen regelmäßigen Puls.

Die erste Entdeckung eines Pulsars 1967 durch Jocelyn Bell Burnell und Antony Hewish sorgte zunächst für Aufregung: Die extrem regelmäßigen Signale führten zu dem scherzhaften Kürzel LGM-1 (Little Green Men). Die Möglichkeit eines künstlichen Signals wurde schnell verworfen, als weitere Pulsare an verschiedenen Himmelspositionen gefunden wurden.

Pulsare sind physikalische Extremlabore. Ihre Dichte ist so hoch, dass ein Teelöffel Pulsarmaterie etwa eine Milliarde Tonnen wiegt. Ihre Magnetfelder sind Billionen Mal stärker als das der Erde. Millisekunden-Pulsare rotieren so schnell, dass ihre Oberfläche sich mit einem Viertel der Lichtgeschwindigkeit bewegt.

In der Science Fiction spielen Pulsare verschiedene Rollen. Als Navigationspunkte (die Voyager-Sonden tragen eine Karte mit 14 Pulsarpositionen als kosmische Adresse der Erde). Als extreme Umgebungen für Geschichten (Stephen Baxters Flux spielt im Inneren eines Neutronensterns). Als potentielle Energiequellen für fortgeschrittene Zivilisationen.

Die Präzision von Pulsaren übertrifft die besten Atomuhren. Sie werden als kosmische Uhren verwendet, um Gravitationswellen nachzuweisen. Das Pulsar Timing Array-Projekt hat 2023 erste Hinweise auf den Gravitationswellen-Hintergrund des Universums gefunden.

Der schnellste bekannte Pulsar ist PSR J1748-2446ad im Kugelsternhaufen Terzan 5, entdeckt 2004 von Jason Hessels und seinem Team und 2005 bestätigt. Er rotiert 716 Mal pro Sekunde, seine Oberfläche bewegt sich dabei mit rund einem Viertel der Lichtgeschwindigkeit. Ein solcher Millisekunden-Pulsar zeigt, wie nah Neutronensterne physikalisch an der Zerreißgrenze liegen: Eine merklich höhere Rotationsgeschwindigkeit würde die Fliehkraft über die Gravitation heben und den Stern auseinanderreißen.

Eine der folgenreichsten Pulsar-Entdeckungen gelang Russell Hulse und Joseph Taylor 1974 mit dem Doppelpulsar-System PSR B1913+16, in dem ein Pulsar einen zweiten Neutronenstern umkreist. Über Jahre hinweg maßen sie, wie sich die Umlaufbahn der beiden Sterne allmählich verengt, exakt in dem Tempo, das Einsteins allgemeine Relativitätstheorie für den Energieverlust durch Gravitationswellen vorhersagt. Diese indirekte Bestätigung von Gravitationswellen, Jahrzehnte vor dem direkten Nachweis durch LIGO, brachte Hulse und Taylor 1993 den Nobelpreis für Physik ein.