Die Verschmelzungen von Neutronensternen gehören zu den extremsten Ereignissen im Universum. Eine aktuelle Simulation zeigt jedoch, dass der Kataklysmus schon früher beginnt. In der Tat setzt ein chaotisches Ballett ihrer Magnetfelder schon lange vor der finalen Explosion ein, was möglicherweise unsere Wahrnehmung dieser titanischen Ereignisse infrage stellt.
Diese Himmelskörper entstehen nach der Explosion eines massereichen Sterns in einer Supernova. Deren Kern komprimiert sich dann zu einem Objekt von unvorstellbarer Dichte, wo ein einziger Teelöffel Materie auf der Erde Millionen Tonnen wiegen würde. Ihre Magnetosphäre erreicht ebenfalls eine schwindelerregende Stärke und übertrifft die unserer Erde um mehrere Milliarden Mal.
Screenshot einer Supercomputer-Simulation der NASA, die Neutronensterne in einer Spirale vor der Verschmelzung zeigt, die ein magnetisches Chaos erzeugt.
Bildnachweis: NASA's Goddard Space Flight Center/D. Skiathas et al. 2025 Ein Team hat den NASA-Supercomputer Pleiades eingesetzt. Deren Modellierung rekonstruierte die letzten Umlaufbahnen vor der Kollision über eine kurze Sequenz von 7,7 Millisekunden. Dank dieser hohen Auflösung konnten die Wissenschaftler die Verstrickung und nichtlineare Entwicklung der Magnetfelder beobachten. Dieser Ansatz erfordert nach Ansicht der Forscher enorme Rechenressourcen, um so schnelle Phänomene zu erfassen.
In diesen Modellen verhalten sich die Magnetosphären wie sich ständig umstrukturierende Schaltkreise. Die Feldlinien verbinden sich, brechen auseinander und sammeln sich dann wieder neu, während elektrische Ströme das Plasma mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit durchqueren. Eine solche Aktivität beschleunigt Teilchen und erzeugt Emissionen, deren Intensität schwankt. Das Team bemerkte, dass diese Mechanismen optische Signale von großer Vielfalt produzieren.
Das Licht von diesen stellaren Duos ist nicht homogen; seine Helligkeit kann sich erheblich ändern. Folglich hängt das, was ein entfernter Beobachter erkennt, stark von seinem Beobachtungswinkel ab. Die Signale gewinnen an Stärke, wenn sich die Sterne nähern, beeinflusst durch die relative Ausrichtung ihrer Magnetpole. Diese Schwankungen könnten in Zukunft die Identifizierung solcher Ereignisse mit neuen Teleskopen erleichtern.
Diese magnetischen Wechselwirkungen könnten ihre Signatur auch in die Gravitationswellen einprägen. Zukünftige Observatorien, wie der für die 2030er Jahre erwartete Weltraumdetektor LISA, könnten diese einfangen. Empfindlicher als bodengestützte Instrumente, wird LISA einen einzigartigen Blick auf das Universum bieten.
Die Kollisionen von Neutronensternen sind auch die Schmieden schwerer Elemente wie Gold oder Silber, die bei Explosionen namens Kilonovae produziert werden. Indem sie die Schritte vor der Verschmelzung untersuchen, hoffen die Forscher, die Interpretation dieser Phänomene zu verfeinern und die nächsten Beobachtungsmissionen zu lenken.
Quelle: The Astrophysical Journal