NASA erforscht Neutronensterne: Das passiert scheinbar kurz vor der Kollision

Wenn es zu einer Verschmelzung zweier Neutronensterne kommt, entsteht eine der energiereichsten Explosionen im Universum: ein Gammastrahlenausbruch. Doch bevor diese Kollision stattfindet, rotieren die Sterne dutzendfach pro Sekunde, wobei extrem starke Magnetfelder entstehen. Diese zählen zu den stärksten bekannten Magnetfeldern – bis zu zehn Billionen Mal stärker als das eines Kühlschrankmagneten. Sie sind so intensiv, dass sie Gammastrahlen direkt in Elektronen und Positronen umwandeln und diese innerhalb kürzester Zeit auf extrem hohe Energien beschleunigen können.

Mithilfe des NASA-Supercomputers Pleiades haben Wissenschaftler mehr als 100 Simulationen durchgeführt, um zu untersuchen, wie unterschiedliche Magnetfeldkonfigurationen beeinflussen, auf welche Weise elektromagnetische Strahlung ein System aus zwei umkreisenden Neutronensternen mit jeweils 1,4 Sonnenmassen verlässt. Der Schwerpunkt der Simulationen lag auf den letzten 7,7 Millisekunden vor der Verschmelzung. In dieser Phase zeigte sich eine dramatische Wechselwirkung der Magnetfeldlinien: Sie verbinden sich, reißen auf und schließen sich erneut. Während dieser Prozesse werden Teilchen in Strahlung umgewandelt – und umgekehrt.

Darüber hinaus wurden im Rahmen der Simulationen Bereiche identifiziert, in denen die energiereichsten Gammastrahlen entstehen. Diese können das System jedoch nicht verlassen, da sie im starken Magnetfeld rasch wieder in Teilchen umgewandelt werden. Gammastrahlen mit geringerer Energie hingegen können entweichen und später Röntgenstrahlung erzeugen. Künftige Beobachtungen könnten gezielt nach diesen niederenergetischen Signalen suchen und so erstmals einen Blick auf eine Neutronenstern-Verschmelzung unmittelbar vor dem tatsächlichen Ereignis ermöglichen.