Quark-Stern

Ein Quarkstern, auch Seltsamer genannt, ist ein theoretisch möglicher Endzustand der Sternentwicklung vor einem Schwarzen Loch.

Mit dem Verbrauch seines nuklearen Brennmaterials (Kernfusion) wird die Materie eines Sterns durch die Gravitation sehr stark zusammengepresst. Je nach Masse des Sterns entsteht dabei ein Weißer Zwerg, ein Neutronenstern, ein (hypothetischer) Quarkstern oder ein Schwarzes Loch, teilweise begleitet von einer Supernova oder Hypernova.

Bislang gibt es keine Beobachtungen, dass die theoretisch mögliche Verdichtung der Neutronenmaterie eines Neutronensterns zu einem Quarkstern im Universum stattfindet. Im Quarkstern wäre die Materie so dicht gepackt, dass Neutronen ihre Identität verlieren und Quarks direkt miteinander wechselwirken. Der Nachweis eines Quarksterns gilt als schwierig, da seine von Ferne beobachtbaren Eigenschaften denen eines Neutronensterns ähneln.

Möglicherweise haben aber viele Neutronensterne zumindest in ihrem Inneren ein solches Quark-Gluon-Plasma.

Für Neutronensterne gibt es eine Massen-Obergrenze (Tolman-Oppenheimer-Volkoff-Grenze), deren Wert nach gegenwärtigen Abschätzungen zwischen 1,5 und 3 Sonnenmassen liegt.^[1] Überschreitet ein Neutronenstern diese Grenze, kollabiert er und ein Schwarzes Loch entsteht. Je weiter sich ein Neutronenstern der Massenobergrenze nähert, desto größer ist der Quark-Gluonen-Plasmaball in seinem Inneren.

Es wurden bis jetzt zwei mögliche Quark-Sterne entdeckt. RX J1856-3754 wurde 1992 vom Röntgensatelliten ROSAT entdeckt, aber erst 1996 war es wegen seiner Entfernung (zwischen 180 und 420 Lichtjahren) mit dem Hubble-Weltraumteleskop möglich, den Pulsar auch optisch abzulichten. Aufgrund der Gesamtabstrahlung wurde ein Durchmesser von nur 11 km berechnet, was selbst für einen Neutronenstern ein zu niedriger Wert ist^[2]. Spätere Messungen ergaben aber, dass bei diesem Stern nur die Polarkappen strahlen. RX J1856-3754 hat also einen wesentlich größeren Durchmesser als 11 km und ist somit kein Kandidat mehr für einen Quarkstern^[3].

Der andere Pulsar, J0205+6449 im Supernovaüberrest 3C58, wird einer Supernova zugeordnet, die 1181 von japanischen und chinesischen Astronomen beobachtet wurde. Wegen seiner großen Distanz von etwa 10.000 Lichtjahren zur Erde konnte man seinen Durchmesser noch nicht berechnen, seine Leuchtkraft ist aber 16-fach geringer als die vergleichbar junger Pulsare. Dies könnte ein Indiz dafür sein, dass es sich um einen Quark-Stern handelt^[4].

Quarksterne werden umgangssprachlich auch Seltsame (engl. Strangelets) genannt, da das Plasma auch so genannte „Seltsam-Quarks“ enthalten würde.

Siehe auch

• Seltsame Materie

Quellen

1. ↑ I. Bombaci: The maximum mass of a neutron star. In: Astronomy and Astrophysics. 305, 1996, S. 871-877
2. ↑ Drake, J. J. et. al.: Is RX J185635-375 a Quark Star?. The Astrophysical Journal, Volume 572, Ausgabe 2, 996-1001 (preprint)
3. ↑ Braje, T. M. et al.: RX J1856–3754: Evidence for a Stiff Equation of State. Astrophysical Journal, Volume 580, 1043-1047 ([arxiv.org/abs/astro-ph/0208069])
4. ↑ Slane, P. O. et. al.: New Constraints on Neutron Star Cooling from Chandra Observations of 3C 58. The Astrophysical Journal, Volume 571, Ausgabe 1, L45-L49, 2002 (preprint)

Weblinks

• Was sind Quark-Sterne? aus der Sendereihe Alpha Centauri (TV), 2002