Größenmessung eines Neutronensterns

FloTor · Anmeldungsdatum: 11.12.2005 Beiträge: 128

Es wurde gerade wieder ein Neutronenstern entdeckt. Zweifache Masse unserer Sonne (was offenbar der derzeitige Rekrod ist) und von der Größe "einer Stadt".
Ich habe mich nun gefragt, wie man denn eigentlich die Größe eines derartig kleinen Objektes über die Distanz vermessen kann?

Das einzige was mir dazu eingefallen ist: Masse indirekt durch WW mit der Umgebung bestimmen und dann berechnen wieviel Rotverschiebung das von der OBERFLÄCHE ausgesandte Licht erfährt. Dies würde allerdings vorraussetzen, dass man wüsste, was an der Oberfläche emittiert wird (also welche Wellenlänge).
Kann man vielleicht aus irgendeinem Messparameter die Dichte abschätzen?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18106

Ich denke, man kann in erster Näherung die Dichte des Neutronensterns als die Dichte von Kernmaterie ansetzen;dann folgt aus der Masse direkt die Größe.

FloTor · Anmeldungsdatum: 11.12.2005 Beiträge: 128

Naja aber dann würde ja die Messung, welche zu der Theorie führt, auf der Theorie basieren oO.

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18106

teilweise (was die Dichte betrifft) ja; nicht jedoch, was die Masse betrifft.

FloTor · Anmeldungsdatum: 11.12.2005 Beiträge: 128

Verstehe nicht was du meinst. Kannst du das näher erläutern?
Natürlich kann ich die Masse messen. Aber dann kann ich ja nur auf die Dichte schließen, wenn ich von einem bestimmten Materiezustand (dicht gepackte Neutronen) ausgehe. Aber wieso kann ich davon ausgehen ohne etwas zu messen, was darauf schließen lässt?

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18106

Es kommt doch letztlich darauf an, was du möchtest.

Wenn du die Größe eine Neutronenstern wissen möchtest und dann z.B. die Eigenschaften eines Pulsars, Rotations etc.) ableiten möchtest, dann
- misst du die Masse
- nimmst die Dichte als gegeben an
- berechnest die Größe
- und daraus andere Parameter
Daran ist nichts verboten, außer dass du eben die theoretisch berechnete Dichte nicht experimentell überprüfst. Wenn du dies jedoch tun möchtest, dann darfst du die theoretisch berechnete Dichte natürlich nicht nutzen.

Mir fällt noch eine weitere Möglichkeit bei einem Pulsar ein, allerdings musst du dann ein Modell bzgl. des Massenverlustes während der Entstehung des Neutronensternes haben. Aus der Drehimpulserhaltung plus der Rotationsperiode des Pulsars ergibt sich ebenfalls die Größe des Neutronensternes.

Noch eine weitere Möglichkeit wäre, dass Neutronensterne als Gravitationslinsen wirken. An ihrer Oberfläche sollten relativistische Effekte wirken, was bedeutet, dass man auch in der Gravitationslinse derartige Effekte sehen sollte und ggf. daraus weitere Parameter ableiten kann.

Aber beide Ideen sind erst mal meine Spekulation. Was wird denn in der von dir genannten Veröffentlichung angegeben? Was wird gemessen und was wird aus einem theoretischen Modell übernommen? Ich wüsste nicht, wie man die Größe direkt messen kann, denn der Neutronenstern selbst ist ja nicht direkt sichtbar. Ein gewisser theoretischer Input ist also sicher notwendig.

FloTor · Anmeldungsdatum: 11.12.2005 Beiträge: 128

Nunja die Veröffentlichung ist auf Spiegel Online smile

Also das mit der Rotationsfrequenz dachte ich auch schon und erscheint mir noch am plausibelsten. Natürlich muss man auch hier wieder ein Modell reinpacken, welches den Masseverlust beschreibt.

Die Frage wäre, wie man auf das Modell eines Neutronensternes kommt. Es müsste ja eigentlich Messungen geben, welche auf den Aufbau schließen lassen. Geht man davon aus, dass "es" ein Neutronenstern ist, so ist die Dichte eigentlich direkt mit der Masse verknüpft (Fermidruck bei bekanntem Gravitationsfeld).

Evtl kann man aus der Rotationsgeschwindigkeit noch so eine Art Stabilitätsgrenze ableiten, mit der man eine Untergrenze der Dichte abschätzen kann? Ich hab keine Ahnung von den Größenordnungen...

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18106

Ich kann auch nur das hier reinschreiben, was ich woanders gelesen habe.

Wikipedia ist gar nicht schlecht: http://de.wikipedia.org/wiki/Neutronenstern

Dann gibt's hier eine recht gute Seite (mit einem Forum, für das ich gerne mal Werbung mache :-)
http://abenteuer-universum.de/allgemeines/stich.html
http://abenteuer-universum.de/stersterne/neutro.html
wo du sicher einige Spezialisten antreffen wirst.

Und zuletzt sei noch auf diese wirklich hervoragende Seite von Andreas Müller verwiesen: http://www.wissenschaft-online.de/astrowissen/lexdt.html

Chillosaurus · Anmeldungsdatum: 07.08.2010 Beiträge: 2440

TomS · Moderator Anmeldungsdatum: 20.03.2009 Beiträge: 18106

Dann müssen wir nochmal genauer nachlesen. Die Massen werden wie beschrieben bestimmt; über die Dichten wird offensichtlich völlig unabhängig von der Größe diskutiert.