Neutronensterne
Neutronensterne entstehen aus einer untergehenden Sonne, wenn deren Masse etwa das drei bis achtfache der Masse unserer Sonne beträgt. Dann entwickelt sich aus dem roten Riesen nicht ein weißer Zwerg, sondern aufgrund der extrem hohen Gravitationskräfte kommt es - wie erklärt - zu einer Supernova, an derem Ende ein Neutronenstern oder ein Schwarzes Loch "übrigbleibt".
Der Durchmesser eines Neutronensterns beträgt zwischen 20 bis 30 km. Er besteht fast nur aus Neutronen mit einer Dichte von 650·1012 g pro cm3. (1012 = 1 Billion). Die Neutronen entstehen u.a. dadurch, dass sich Protonen und Elektronen zu Neutronen verbinden.
Die Schwerkraft auf der Oberfläche eines Netronensterns ist bis zu 200 Milliarden mal stärker als auf der Erdoberfläche, während sein Magnetfeld das etwa 1012-fache des Erdmagnetfelds (30 bis 60 μTesla = 30 bis 60·10-6) beträgt:
60·10-6·1012 = 60·106, also 60 Millionen Tesla.
Zum Vergleich:
Ein MRT (Kernspintomograf) in der Medizin besitzt in der Regel ein Magnetfeld von 1-3 Tesla
Pulsare
Unter einem Pulsar versteht man schnell rotierende Neutronensterne, wobei sie in der Regel mehrfach pro Sekunde rotieren. Die größte bislang festgestellte Rotationsfrequenz beträgt 716 Umdrehungen pro Sekunde. Es ist der Pulsar PSR J1748-2446ad.
Aufgrund der dadurch entstehenden Zentrifugalkräfte liegt die maximal mögliche Umdrehungsfrequenz bei ca 1.000 Umdrehungen pro Sekunden. Höhere Umdrehungsfrequenzen würden das Gestirn auseinanderreißen.
Von den theoretischen Physikern wurden Neutronensterne bereits ein Jahr nach der Entdeckung des Neutrons (1933) durch James Chadwick (1891-1974) vorausgesagt. Chadwick erhielt übrigens im Jahr 1935 den Nobelpreis für Physik. Aber erst im Sommer 1967 wurde der erste Neutronenstern dann von den beiden Cambridger Astronomen Anthony Hewish und Jocelyn Bell aufgrund ihrer gepulsten Strahlung im Radiowellenbereich entdeckt.
Da das Gravitationsfeld an der Oberfläche eines Neutronensterns - wie erwähnt - bis zu 200 Milliarden mal stärker als das auf der Erde ist, folgt damit für die Geschwindigkeit, die eine Masse besitzen muss, um das Gravitationsfeld eines Neutronensterns zu verlassen, die rund 1 Drittel der Lichtgeschwindigkeit beträgt. Zum Vergleich sei erwähnt, dass die Fluchtgeschwindigkeit bei einem Schwarzen Loch größer als die Lichtgeschwindigkeit sein müsste. Da das nicht möglich ist, kann keine Masse und auch kein Licht ein Schwarzes Loch verlassen.
Aufgrund ihrer sehr schnellen Eigenrotation und des hohen Magnetfelds strahlen Neutronensterne charakteristische pulsierende Strahlung im Radiowellenlängenbereich ab. Der Energieverlust für den Neutronenstern durch die abgestrahlte Strahlung kann bis etwa 1025 MW (Megawatt) betragen. Die in einem schmalen Kegel abgestrahlten Radiowellen können auf der Erde immer dann beobachtet und gemessen werden, sofern die Erde diesen Strahlenkegel durchläuft.
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