Pulsare - Leuchttürme der Raumzeit

0:00 Herzlich Willkommen zu einer neuen Folge von Schlafreise durch das Universum, deinem Podcast zum Entspannen, Loslassen und lernen. Wenn dir unser Podcast gefällt, bewerte ihn bitte, denn das hilft uns, weitere solcher Folgen zu produzieren. Heute begeben wir uns auf eine Reise zu einigen der außergewöhnlichsten Objekte, die das Universum hervorgebracht hat.

0:22 Wir reisen zu jenen kosmischen Leuchttürmen, deren Lichtstrahlen seit Milliarden Jahren durch den dunklen Raum schwenken und die uns Einblicke in physikalische Bedingungen erlauben, wie wir sie niemals auf der Erde nachstellen können. Wir reisen zu den Pulsaren, jenen rotierenden Sternleichen, die mit der Präzision atomarer Uhren ihre Signale aussenden und uns zugleich von den seltsamsten Zuständen erzählen, die Materie überhaupt annehmen kann. Um zu verstehen, was ein Pulsar ist, müssen wir am Ende eines Sternenlebens beginnen.

0:58 Sterne sind keine ewigen Lichtquellen, sondern Wesen mit einem Anfang und einem Ende, sie entstehen aus gewaltigen Wolken, aus Wasserstoff und Helium, die sich unter ihrer eigenen Schwerkraft zusammenziehen, bis im Inneren der Temperatur und der Druck so groß werden, dass die Kernfusion einsetzt.

1:17 In der FISA Fusion verschmelzen Wasserstoffkerne zu Helium und. Und dabei wird ungeheure Energie freigesetzt. Diese Energie strömt nach außen und hält den Stern im Gleichgewicht zwischen der nach innen wirkenden Gravitation und dem nach außen drängenden Strahlungsdruck. Doch dieser Brennstoff ist endlich, wenn ein Stern den Wasserstoff in seinem Kern verbraucht hat, beginnt er, Helium zu schwereren Elementen zu fusionieren, bei besonders massereichen Sternen, also Seuchen mit ungefähr etwas mehr als achtfachen Masse unserer Sonne.

1:50 Geht diese Kette der Fusion immer weiter aus Helium entsteht Kohlenstoff und Sauerstoff daraus Neon und Magnesium, dann Silizium und schließlich am Ende dieser kosmischen Schmiede auch Eisen mit Eisen. Aber endet die Energiespendende Fusion, denn Eisenkerne sind so dicht gepackt, dass ihre weitere Verschmelzung Energie verbrauchen würde, anstatt sie freizusetzen. In diesem Augenblick verliert der Stern jenes innere Gleichgewicht, das ihn Millionen oder sogar Milliarden Jahre lang stabilisiert hat.

2:22 Was dann geschieht, vollzieht sich in einem winzigen Bruchteil einer Sekunde der Eisenkern, der sich im Zentrum des Sterns gebildet hat, kann den eigenen Druck nicht mehr halten und stürzt in sich zusammen. Innerhalb von etwa einer Sekunde fällt das Material, das zuvor einen Radius von tausenden Kilometern eingenommen hatte, auf einen Radius von nur wenigen Dutzend Kilometern zusammen. Die Geschwindigkeiten erreichen dabei rund einen Viertel der Lichtgeschwindigkeit, die äußeren Höhen des Sterns prallen auf den dichten Kern und werden mit in einer gewaltigen Explosion nach außen geschleudert. Diese Explosion bezeichnen wir als Supernova vom Typ 2. In ihrem Lichtblitz kann eine solche Supernova für kurze Zeit heller leuchten als alle

3:10 Milliarden Sterne ihrer Heimatgalaxie zusammen. Doch was uns hier interessiert, ist das, was im Zentrum zurückbleibt, in jenem winzigen Bereich, in dem die Materie auf eine Weise verdichtet wurde, wie sie sonst nirgendwo im bekannten Universum vorkommt. Dort entsteht ein Neutronenstern, ein Neutronenstern ist ein Objekt von schier unfassbaren Eigenschaften.

3:34 Sein Durchmesser beträgt nur etwa 20 bis 24 Kilometer. Damit hätte er auf einer Karte unseres Heimatplaneten gerade einmal die Ausdehnung einer mittelgroßen Stadt wie Bremen oder Hannover. Und doch enthält ein typischer Neutronenstern die Masse von etwa 1,4 Sonnenmassen, in besonderen Fällen bis zu 2,3 Sonnenmassen.

3:56 Wenn wir uns vorstellen, dass die Sonne die rund 333000 mal so schwer ist wie die Erde in eine Kugel von etwa Stadtgröße gepresst würde, beginnen wir zu ahnen, wie dicht diese Materie sein muss. Ein einziger Täler für eine Neutronensternmaterie würde auf der Erde rund eine Milliarde Tonnen wiegen, das entspricht etwa dem Gewicht eines Berges, die mittlere Dichte eines Neutronensterns liegt bei rund 10 hoch 17 Kilogramm pro Kubikmeter.

4:25 Also bei einer 100 Milliarden mal so hohen Dichte wie der von Wasser. Das ist die Dichte, die wir sonst nur im Innern von Atomkernen finden. Aber warum ist das so bei dem Kollaps, der einen Neutronenstern entstehen lässt? Werden die Elektronen der Atome so stark in die Atomkerne hineingepresst, dass sie sich mit den Protonen vereinigen und neue Teilchen bilden?

4:47 Aus Elektron und Proton wird ein Neutron, dabei ein winziges, nahezu masseloses Teilchen freigesetzt, das wir Neutrino nennen. Diese Neutrinos tragen rund 99%, der bei einer Supernova frei werdenden Energie aus dem Stern hinaus, sie sind die eigentlichen Botschafter der Katastrophe, lange bevor das sichtbare Licht der Supernova den Stern verlässt. Tatsächlich konnte im Februar 1987 bei der berühmten Supernova 1987 a in der großen Magellanischen Wolke ein Schwall solcher Natrinos auf der Erde nachgewiesen werden. Mehrere Stunden bevor das Licht der Explosion am Himmel aufleuchtete.

5:29 Was im Zentrum übrig bleibt, ist ein Stern, der fast vollständig aus Neutronen besteht, dicht an dicht gepackt gehalten durch den sogenannten Entartungsdruck der Neutronen. Eine quantenmechanische Eigenschaft, die verhindert, dass 2 Neutronen denselben Quantenzustand einnehmen. Ein Neutronenstern ist also ein Stern, der seinem Namen kaum noch gerecht wird, er strahlt nicht durch Kernfusion, sondern nur durch die Hitze, die in seinem Inneren als Restwärme aus der Geburt gespeichert ist. Seine Oberflächentemperatur kann bei jungen Neutronensternen über 1000000 Grad Celsius betragen, doch er kühlt im Laufe der Jahrmillionen langsam ab.

6:09 Die Schwerkraft an seiner Oberfläche ist so groß, dass ein Mensch, könnte er denn dort stehen, das Hundertmilliardenfache seines irdischen Gewicht spüren würde. Ein Berg auf einen Neutronenstern könnte nicht höher sein als wenige Millimeter, weil die unvorstellbare Schwerkraft jede größere Erhebung sofort einebnen würden, die Krümmung der Raumzeit in der Nähe eines Neutronensterns ist so stark, dass Licht spürbar von seinem geraden Weg abgelenkt wird. Wer aus großer Ferne auf einen Neutronenstern blickt, sieht nicht nur seine Vorderseite, sondern durch die Lichtablenkung bedingt auch ein wenig von seiner Rückseite. Es ist, als würde die Raumzeit selbst sich um diesen winzigen dichten Punkt herum biegen wie

6:50 eine kosmische Linse, wenn dich Neutronensterne im Detail interessieren, haben wir dazu auch eine Folge, die ich gerne verlinke, doch ein Neutronenstern allein ist noch kein Pulsar. Was ein Neutronenstern zu einem Pulsar macht, sind 2 weitere Eigenschaften, die er aus seiner Entstehung mitbringt. Das eine ist die ungeheuer schnelle Rotation, das andere ist ein extrem starkes Magnetfeld, beides sind unmittelbare Folgen der Sternenkollaps, wenn ein Großer, langsam rotierender Stern in sich zusammenfällt, verkleinert sich sein Radius dramatisch, doch der Drehimpuls, eine grundlegende physikalische Größe, bleibt erhalten. Sowie eine Eiskunstläuferin schneller wird, wenn sie sich während der Pirouette ihre Arme

7:37 an den Körper zieht. So rotiert auch der Sternenkern beim Kollaps immer immer schneller aus einer Rotationsdauer von vielleicht 30 Tagen, wie sie einen Stern wie unsere Sonne aufweist, wird beim Kollaps zu einem Neutronenstern eine Rotationsdauer von wenigen Bruchteilen einer Sekunde. Der schnellste bekannte Pulsar mit der Bezeichnung PSR J 17482446 AD rotiert 716 mal in jeder einzelnen Sekunde.

8:03 Das ist eine Geschwindigkeit, bei dem der eine Punkt am Äquator dieses Sterns sich rund mit einem Viertel der Lichtgeschwindigkeit bewegt. Auch das Magnetfeld wird bei einem Kollaps gewissermaßen mitgerissen und verdichtet. Aus einem mäßig starken Sternmagnetfeld wird so ein Feld von einer Stärke, das jede irdische Erfahrung übersteigt.

8:30 Typische Pulsare haben Magnetfeldstärken von 10 hoch 8 bis 10 hoch 9. Tesla zum Vergleich Das Erdmagnetfeld liegt bei rund 0,0005 Tesla ein starker Hufeisenmagnet vielleicht bei 0,1 Tesla. Die stärksten künstlichen erzeugten Magnetfelder auf der Erde erreichen etwa 100 Tesla in extrem kurzen Pulsen.

8:55 Ein Pulsar trägt also ein Magnetfeld, das Milliardenfach stärker ist als alles, was wir herstellen können. Aus dieser Verbindung von schneller Rotation und gewaltigem Magnetfeld entsteht das Phänomen, dem die Pulsare ihren Namen verdanken. An den magnetischen Polen des Neutronensterns werden geladene Teilchen, vor allem Elektronen, und ihre Antiteilchen, die Positronen, in gewaltigen Mengen beschleunigt. Diese Teilchen bewegen sich beinahe mit Lichtgeschwindigkeit entlang der Magnetfeldlinien und strahlen dabei elektromagnetische Wellen ab, da die magnetischen Pole in der Regel nicht mit den Rotationspolen übereinstimmen, schwenken die beiden gebündelten Strahlen, die an den magnetischen Polen austreten.

9:42 Mit jeder Drehung des Sterns in den Raum, ähnlich wie die Strahlen eines Leuchtturms über das Meer wandern, trifft einer dieser Strahlen die Erde. Dann sehen wir bei jeder Umdrehung des Sterns einen kurzen Lichtblitz, und da die Rotation des Neutronensterns über lange Zeiträume hinweg außergewöhnlich gleichmäßig ist, kommen diese Blitze in einem so regelmäßigen Rhythmus, dass die genauesten Pulsare in ihrer Präzision mit den besten Atomuhren der Welt mithalten können. Die Entdeckung der Pulsare gehört zu den schönsten Geschichten der modernen Astronomie. Sie ereignete sich im Sommer und im Herbst des Jahres 1967 an der Universität Cambridge in England eine junge Doktorandin untersuchte mit Hilfe eines neu

10:28 errichteten Radioteleskops das Flackern von Radioquellen am Himmel. Bei der Auswertung der kilometerlangen Aufzeichnungsstreifen ihres Geräts bemerkte sie eines Tages ein seltsames Signal. Ein winziges, sich wiederholendes Muster aus Pulsen, die im Abstand von genau 1,337 Sekunden eintrafen. Diese erstaunliche Regelmäßigkeit war so präzise.

10:54 Dass Joseline Bell, so hieß diese Doktorandin, und ihr Doktor Vater, zunächst die Vermutung äußerten, es könnte sich sogar um künstliche Signale handeln, womöglich gar um Botschaften einer außerirdischen Zivilisation. Sie nannten das Signal halb scherzhaft LGM One, was für Little Green Man also kleine grüne Männchen stand.

11:15 Doch als Bell wenige Wochen später ein zweites Signal mit gleicher Regelmäßigkeit, jedoch ganz anderer Periode an einer anderen Stelle des Himmels fand, war klar, dass es sich nicht um die Botschaften einer einzelnen Zivilisation handeln konnte, sondern um ein natürliches kosmisches Phänomen. Heute wissen wir, dass Bell die ersten Pulsare entdeckt hatte, das ursprüngliche Signal trägt die Bezeichnung PSRB 1919 + 21.

11:43 Für diese Entdeckung erhielt Anthony Hewish im Jahr 1974 den Nobelpreis für Physik. Bedauerlicherweise wurde Bell, die die Pulse als erste erkannt hatte und ihre Bedeutung erfasst hatte, dabei übergangen, eine Entscheidung, die bis heute als eine der bekanntesten Ungerechtigkeiten in der Geschichte des Nobelpreises gilt.

12:05 Bell selbst nahm dies stets mit großer Würde hin und betonte, dass die Pulsarforschung danach erst richtig in Schwung gekommen sei, die. Im Jahr 2018 wurde sie mit dem Break Through Price in fundamental Physics ausgezeichnet und stiftete das Preisgeld von rund 3000000 US Dollar, einer Stiftung zur Förderung unter repräsentierter Gruppen in der Physik. Seit Bels Entdeckung sind etwa 3500 pulsare bekannt geworden, von denen die meisten in unserer eigenen Milchstraße liegen, sie verteilen sich auf verschiedene Klassen, die jeweils eigene Geschichten erzählen.

12:42 Die klassischen Pulsare, auch als Rotationsgetriebene Pulsare bezeichnet, haben Rotationsperioden von etwa 0,1 bis 10 Sekunden. Ihre Energie beziehen sie aus Ihrer Rotation selbst. Mit jeder Umdrehung geben sie einen winzigen Teil ihres Drehimpulses ab und werden dabei minimal langsamer. Diese Verlangsamung ist messbar, doch sie verläuft so allmählich, dass ein typischer Pulsar Millionen bis viele Millionen Jahre lang als Pulsar sichtbar bleibt. Eine zweite, sehr besondere Klasse sind die Millisekunden pulsare.

13:16 Diese rotieren in Perioden zwischen 1,4 und etwa 30 Millisekunden, also viele 100 mal in jeder Sekunde, sie sind in der Regel deutlich älter als klassische Pulsare, ihre Magnetfelder sind schwächer und sie haben einen ungewöhnlichen Werdegang hinter sich. Man geht davon aus, dass Millisekunden Pulsare in der Frühphase Bestandteile eines Doppelsternsystems waren. Materie eines Begleitsterns strömte über und sammelte sich auf dem Neutronenstern an.

13:46 Ein Prozess, den man Akkretion nennt. Dabei wurde der Drehimpuls des einströmenden Gases an den Neutronenstern abgegeben, der wie eine Töpferscheibe immer schneller in Drehung versetzt wurde. Astronominnen sprechen deshalb davon, dass Millisekunden Pulsare durch Akkretion wiedergeboren werden. Die dritte sehr exotische Klasse sind die sogenannten Magnetare.

14:11 Auch hierzu haben wir eine extra Folge schon einmal gemacht. Sie sind Neutronensterne mit Magnetfeldern, die noch einmal 1000, mal stärker sind als jene gewöhnlicher Pulsare, also mit Feldstärken bis zu 10 hoch 11 Tesla magnetare können in unregelmäßigen Abständen gewaltige Ausbrüche von Röntgen und Gammastrahlung aussenden. Der bekannteste Ausbruch dieser Art, ein sogenannter Riesenflair des Magnetars SGR 180 620 im Dezember 2004, war so Energiereich, dass er für den Bruchteil einer Sekunde das gesamte sichtbare Universum in Gammastrahlung übertraf und sogar die obere Ionosphäre der Erde messbar veränderte. Obwohl der Magnetar mehr als 40000 Lichter entfernt liegt. Der wohl berühmteste Pulsar ist

15:03 der sogenannte Krebspulsar, eingebettet in den Krebsnebel im Sternbild Stier. Der Krebsnebel ist der Überrest einer Supernova Explosion, die chinesische und arabische Astronomen im Juli des Jahres 1054 am Himmel beobachtete. Sie berichteten von einem neuen Stern, der so hell strahlte, dass er für 23 Tage sogar am Taghimmel zu sehen war und insgesamt fast 2 Jahre lang sichtbar blieb.

15:31 Im Zentrum des heute übrig gebliebenen ausgedehnten Gasnebels rotiert ein Neutronenstern mit einer Periode von rund 33 Millisekunden, also etwa 30 mal pro Sekunde. Er ist mit modernen Instrumenten in allen Wellenlängenbereichen sichtbar, von Radiowellen über sichtbares Licht bis hinzu Röntgen und Gammastrahlung. Bilder, die das Weltraumteleskop Hubble vom krebsnebel Aufnahmen, zeigen einen wirbelnden Schleier aus Gasfäden. Durchzogen von einer schimmernden blauen Strahlungswolke, die direkt vom Pulsar gespeist wird. Die Energie, die der Krebspulsar pro Sekunde abgibt, ist etwa 75000 mal so groß wie die Gesamtleuchtkraft unserer Sonne und dennoch verlangsamt sich seine Rotation jedes Jahr um etwa 38 Millionstel einer

16:22 Sekunde aus dieser winzigen Verlangsamung lässt sich exakt jene Energie ableiten, die der Pulsar abstrahlt. Und sie passt erstaunlich genau zu dem, was in seinem Nebel an Leuchten beobachtet wird. Es ist eine der schönsten Bestätigungen unserer physikalischen Theorien, Pulsare sind jedoch nicht nur Objekte der Schönheit, sondern auch außerordentlich wertvoll für die Wissenschaft, sie dienen als kosmische Uhren, mit deren Hilfe wir die in den Eigenschaften der Raumzeit selbst überprüfen können, im Jahr 1974.

16:56 Entdeckten Russell Hulls und Joseph Taylor an der Universität Massachusetts ein außergewöhnliches System, das die Astrophysik nachhaltig verändert hat? Es war der erste bekannte Doppelsternpulsar mit der Bezeichnung PSR B 191 316 in diesem System umkreisen sich 2 Neutronensterne in einem engen Tanz mit einer Umlaufperiode von nur 7,75 Stunden, einer davon. Ist ein Pulsar, dessen Signale uns die exakte Bahn beider Körper verrät.

17:31 Hals und Taylor verfolgten diese Systeme über viele Jahre und stellten fest, dass die Umlaufperiode sich allmählich verkürzt. Die beiden Sterne kommen sich also Jahr für Jahr ein winziges Stücken her, diese Verkürzung passt mit einer Präzision von weniger als einem Prozent zu jenen Vorhersagen, die. Die Albert Einstein in seiner allgemeinen Relativitätstheorie im Jahr 1916 gemacht hat.

17:57 Sie besagen, dass beschleunigte Massen Gravitationswellen abstrahlen, also Wellen in der Raumzeit selbst, und dass das Doppelsternsystem dadurch Energie verliert. Die beiden erhielten für diesen ersten indirekten Nachweis von Gravitationswellen im Jahr 1993 den Nobelpreis für Physik. Es sollte noch bis September 2015 dauern, bis Gravitationswellen mit den Detektoren des Laser Inferiometrie Gravitationswellen Observatoriums, kurz LIGO, erstmals direkt nachgewiesen wurden.

18:31 Doch die Pulsare hatten ihre Existenz lange zuvor angekündigt, auch heute sind pulsare wichtige Hilfsmittel, um Gravitationswellen zu erforschen. Tatsächlich gibt es ganze Forschungsverbände, die ein Netzwerk von Millisekunden pulsaren über viele Jahre hinweg beobachten und versuchen, in den winzigen Abweichungen ihrer Ankunftszeiten ein Signal von Gravitationswellen aufzuspüren, das von verschmelzenden supermassereichen schwarzen Löchern in fernen Galaxien stammt.

19:02 Diese sogenannten Pulsar Timing Arrays funktionieren wie ein galaktischer detektor, sie nutzen die Milchstraße selbst als Messinstrument. Im Sommer 2023 verkündeten gleich mehrere internationale Konsortien, dass sie nach jahrzehntelangen Beobachtungen erstmals deutliche Hinweise auf einen Gravitationswellenuntergrund im niederfrequenten Bereich gefunden haben.

19:28 Dieser Untergrund stammt vermutlich von Millionen einzelner paarisch supermassereicher schwarzer Löcher, die sich in fernen Galaxien umkreisen und verschmelzen. Es ist ein gewaltiges Brummen der Raumzeit, ein leises Grundrauschen des Universums, das durch die feinfühligen Uhren der Pulsare hindurch hörbar wird. Pulsare lehren uns auch viel über die innere Struktur der Materie, die genaue Beschaffenheit eines Neutronensterns ist auch heute noch nicht vollständig verstanden, in seiner äußeren Schicht, die nur wenige 100 Meter dick ist, bildet sich eine feste Kruste aus Atomkernen und freien Elektronen, die in einem Gitter angeordnet sind. Ähnlich einem Festkörper auf der Erde. Darunter folgt eine Schicht von

20:11 Atomkernen, die in eigentümlichen Formen angeordnet sein sollen. Forschende beschreiben dies mit dem Begriff nukleare Pasta, dort sollen die Kerne je nach Druck und dichte Strukturen ausbilden, die an Spaghetti, an Lasagne oder an Käse mit Löchern erinnern, noch weiter im Innern liegt ein superfluides Meer aus Neutronen also.

20:34 Eine Flüssigkeit, die fließt, ohne Reibung zu erzeugen, etwa wie ein supraleitendes Gemisch aus Protonen, das elektrischen Strom widerstandslos leitet. Im Zentrum bei den höchsten Dichten überhaupt, können exotische Zustände existieren, in denen die einzelnen Quarks der Neutronen freigesetzt werden und ein sogenanntes Quark gluon Plasma bilden, doch dies ist 1 der großen offenen Rätsel der Physik.

21:00 Pulsare sind die natürlichen Laboratorien, in denen sich diese Bedingungen untersuchen lassen und jedes Detail in ihrer Strahlung, jede winzige Unregelmäßigkeit ihrer Rotation gibt uns Hinweise darauf, was sich in ihrem unzugänglichen Innern verbirgt. Eines dieser Hinweise sind die sogenannten Glitches, also winzige Pressliche Sprünge in der Rotationsgeschwindigkeit eines Pulsars.

21:26 Normalerweise verlangsamt sich ein Pulsar gleichmäßig. Doch hin und wieder rotiert er für einen kurzen Augenblick wieder schneller, bevor er die alte Verlangsamungsrate wieder aufnimmt. Diese Glitches sind ein Zeichen dafür, dass das Innere des Sterns keine starre Einheit ist. Vielmehr scheint die feste Kruste mit dem Superfluiden Innern über lange Zeiträume hinweg in einer Art gespannter Beziehung zu stehen, und gelegentlich rückt das relativ zum anderen. Ähnlich wie tektonische Platten auf der Erde, die sich nach langem Aufstau ihrer Spannung plötzlich verschieben. Solche Sternbeben können Risse in der Kruste eines Matronensterns hervorrufen, doch wegen seiner gewaltigen Schwerkraft sind diese Risse

22:10 nicht größer als wenige Millimeter, und auch genügen sie, um die Rotation des gesamten Sterns merklich zu beeinflussen. Eine weitere bemerkenswerte Eigenschaft der Pulsare ist ihre Verwendbarkeit als Navigationssysteme. Die Idee dazu reicht recht weit zurück, doch erst in den letzten Jahren wurde sie ernsthaft erprobt, da jeder Pulsar mit einer ganz eigenen, charakteristischen Pulsfrequenz strahlt, lassen sich pulsare wie kosmische Leuchtfeuer nutzen, um die Position eines Raumfahrzeugs im Sonnensystem zu bestimmen. Mit Hilfe mehrerer bekannter Pulsare und ihrem genauen Pulsmuster ließe sich sogar theoretisch in weit entfernten Bereichen des Sonnensystems oder sogar darüber hinaus eine Positionsangabe gewinnen.

22:57 Ähnlich wie heute auf der Erde mit Hilfe der Satelliten des globalen Positionsbestimmungssystems. Die NASA hat im Jahr 2018 mit einem Experiment namens Sextant an Bord der Internationalen Raumstation gezeigt. Dass eine solche Navigation mit Röntgenpulsaren grundsätzlich möglich ist und eine Genauigkeit von wenigen Kilometern erreicht.

23:22 Vielleicht werden also zukünftige Raumsonden, die sich weit hinaus in das äußere Sonnensystem oder gar in den und interstellaren Raumwagen von den Signalen längst vergangener Sterne ihren Weg ablesen, auch wenn Pulsare uns oft fern und unzugänglich erscheinen, sind sie nicht abgeschnitten von uns.

23:41 Sie bilden ein Netz von Leuchtfeuern, das unsere Galaxie durchzieht und uns hilft, ihre Struktur zu kartieren. Mit Hilfe von Pulsarsignalen lässt sich die Verteilung des interstellaren Gases zwischen den Sternen vermessen, denn die Radiowellen eines Pulsars werden auf ihrem Weg durch dieses Gas in charakteristischer Weise gedehnt, niederfrequente Wellen kommen später an als hochfrequente, und aus diesem Effekt der sogenannten Dispersion lässt sich die Dichte. Des durchquerten Mediums berechnen so sind die Pulsare nicht nur boten ihrer eigenen Geschichte, sondern auch Vermesser des Raumes zwischen den Sternen, durch den ihre Lichtsignale zu uns gelangen.

24:22 Wenn wir versuchen, uns einen Pulsar bildlich vorzustellen, dann denken wir vielleicht an einen winzigen, glühenden Kreisel, der hoch oben in der Stille des Alls rotiert, umgeben von gespannten Magnetfeldlinien, an denen Teilchenströme entlang gleiten und ihre Strahlung in 2 schmale Lichtkegel bündeln.

24:40 Wir denken an einen Stern, der sich in der Größe einer mittelgroßen Stadt zusammenballt und doch die Masse einer ganzen Sonne in sich trägt. Wir denken an Strahlen, die sich in einem unermüdlichen Rhythmus durch den Raum schwenken und einen Bruchteil dieser Strahlung an Antennen auf der Erde abgeben, viele 1000 Jahre nach ihrer Aussendung, wir denken an Atomuhren der Natur, die seit der Frühzeit unseres Sonnensystems Schwingen und uns Geschichten von Sternen erzählen, die längst gestorben sind wir.

25:10 Vielleicht ist es das, was uns an Pulsaren so berührt. Ihre Ruhe inmitten gewaltigster physikalischer Bedingung. Sie sind die Überlebenden katastrophaler Explosionen, und ihre Existenz beginnt mit einem der heftigsten Ereignisse, die das Universum hervorbringen kann, und dennoch ist ihr Wesen Beständigkeit, Rhythmus, gleichförmige Wiederkehr, sie sind das fast Unmögliche, das durch den langen Zeitraum hindurch immer wiederkehrt. Pulsare sind auch ein Fenster in unsere kosmische Vergangenheit. Wenn wir das Signal eines Pulsars empfangen, der 30000 Lichtjahre entfernt ist, dann sehen wir Strahlung, die zu einer Zeit ausgesendet wurde, als auf der Erde die letzten Eiszeiten ihren Höhepunkt

25:54 erreichten und in den Höhlen Europas die ersten Kunstwerke entstanden. Das Licht des Krebspulsars, das uns heute erreicht, wurde tatsächlich vor 6500 Jahren auf den weggeschickt. Also zu einer Zeit, als in Mesopotamien die ersten Städte entstanden. Wir blicken in jedem Augenblick in eine andere Vergangenheit, und je weiter ein Pulsar von uns entfernt ist, desto tiefer reicht dieser Blick in die Geschichte des Kosmos hinein.

26:22 Vielleicht denken wir auch an die Zukunft, wenn wir an pulsare denken, denn wenn eine Sonne wie unsere am Ende ihres Lebens steht, wird sie nicht zu einem Pulsar werden, dafür ist sie einfach zu klein. Sie wird stattdessen ihre äußeren Hüllen als planetarischen Nebel abstoßen und im Zentrum einen weißen Zwerg hinterlassen, einen anderen, aber weniger dramatischen Endzustand der Sternentwicklung. Doch die massereicheren Geschwister unserer Sonne, jene blauen Riesensterne, die wir am Himmel als helle Lichter erkennen können, sie werden in einigen Millionen Jahren als Supernova enden und entweder zu neutronensternen werden, die ihrerseits als Pulsare stahlen, oder bei besonders großer Masse zu schwarzen Löchern

27:03 kollabieren. Manchmal entstehen Pulsare auch in ihrer unmittelbaren Nähe zur Erde. Sollte zum Beispiel der Stern Beteigeuze, der hellste Stern im Sternbild Orion, in den nächsten 100000 Jahren als Supernova explodieren, was Astronom innen für sehr wahrscheinlich halten, dann könnte daraus auch ein Neutronenstern werden, der vielleicht eines Tages als Pulsar an unserem Himmel pulsiert, die Explosion wäre vom Erdboden aus sichtbar, etwa so hell wie der Vollmond. Doch wegen der gewaltigen Entfernung von rund 540 Lichtjahren für die Erde völlig ungefährlich. Auch zu Bietergeuze haben wir schon eine Folge gemacht, die ich ebenfalls verlinke, werden wir nun am Ende dieser Reise zurückkehren zu unserem eigenen

27:49 Planeten, zu jener kleinen blauen Kugel in der Stille des Alls, dann erscheint uns die Erde mit 9 Augen. Auch sie folgt einem Rhythmus, dem Wechsel von Tag und Nacht, der Wiederkehr der Jahreszeiten, dem Atem der Gap, der G Zeiten. Auch sie ist eingebettet in jenes Netz aus kosmischer Ordnung, dass die Bulsare uns auf so eindrucksvolle Weise zeigen, und doch ist die Erde mehr als nur ein weiteres Glied in dieser kosmischen Kette, sie. Ist es soweit?

28:18 Wir wissen, der einzige Ort, an dem aus den Atomen, die in den Sternenfeuern geschmiedet wurden, etwas erwachsen ist, das diese Atome wieder zu deuten vermag. Wir selbst, die wir auf dem Pulsar lauschen, sind das Hören Echo des Alls auf seine eigenen Klänge, und genau das verlangt von uns einen achtsamen und verantwortungsvollen Umgang mit dieser einzigartigen Welt, die uns trägt, mit ihren Atmosphären und Ozeanen. Mit ihrer Vielfalt an Lebensformen, mit jedem fragilen Zusammenspiel aus Bedingungen, die wir mit klarem Verstand und gemeinschaftlicher Sorge bewahren müssen. Die Pulsare leuchten seit Jahrmillionen verlässlich vor sich hin, ohne dass wir etwas dazu beitragen müssen. Doch die Bewohnbarkeit der Erde

29:04 ist kein gleichermaßen sicheres Geschenk, sie ist anvertraut, sie verlangt nach gemeinsamen Schutz, nach Verständigung. Nach demjenigen ruhigen Maß, das auch ein Pulsar in seiner Drehung verkapert.