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Röntgenschwache isolierte Neutronensterne englisch X ray Dim Isolated Neutron Stars XDINS sind Neutronensterne mit einer

Röntgenschwache isolierte Neutronensterne

Röntgenschwache isolierte Neutronensterne (englisch X-ray Dim Isolated Neutron Stars, XDINS) sind Neutronensterne mit einer rein thermischen Röntgenstrahlung und einer Leuchtkraft zwischen 1030 und 1032 Erg−1. Es handelt sich bei den XDINS wahrscheinlich um Neutronensterne mit einem Alter von 100.000 bis 1.000.000 Jahren, die langsam abkühlen. Eine alternative Bezeichnung ist X-ray Thermal Neutron Stars, kurz XTINS.

Eigenschaften Bearbeiten

Das Röntgenspektrum entspricht dem einer Schwarzkörperstrahlung mit einer Temperatur zwischen 40 und 100 Elektronenvolt. Die Röntgenstrahlung ist sehr stabil über längere Zeiträume mit einer oberen Grenze von zwei Prozent, während sehr schwache Pulse mit Perioden zwischen 2 und 12 Sekunden gefunden wurden. Dies wird als die Rotationsperiode der Neutronensterne interpretiert. Aus der Verlangsamung der Rotationsperiode von 10−14 s/s ist auf eine magnetische Flussdichte von um die 1013 Gauß geschlossen und ein statistisches Spin-Down-Alter von einer Million Jahren berechnet worden. Die Leuchtkraft im optischen Spektralbereich ist wenigstens um den Faktor 10.000 schwächer als im Röntgenbereich. XDINS werden laut Definition nicht mit einem Supernovaüberrest in Verbindung gebracht, da diese Neutronensterne als Central Compact Objects in Supernova Remnants bezeichnet werden. Die XDINS sind auch keine Rotating radio transient, da auch lange integrierende Radiobeobachtungen keine Anzeichen für eine Radiostrahlung zeigen. Alle bekannten XDINS zeigen eine hohe Eigenbewegung, die eine relativ geringe Entfernung von weniger als 500 Parsec vermuten lässt. Im Gegensatz zu den rotationsangetriebenen Pulsaren strahlen die XDINS mehr elektromagnetische Strahlung ab als sie aus der Rotationsverlangsamung gewinnen.

Aus der Eigenbewegung und der Stoßwelle im interstellaren Medium kann der Ursprungsort der XDINS berechnet werden. Sie entstehen in nahen OB-Assoziationen und ihre hohe Raumgeschwindigkeit ist vermutlich die Folge einer Supernovaexplosion, bei der diese Neutronensternen entstanden sind. Die zurückgelegte Distanz bestätigt das typische Alter von 500.000 Jahren für diese Klasse der Isolated Neutron Stars. Es wird vermutet, dass es sich bei XDINS um die Nachfolger der Magnetare handeln könnte, deren Magnetfeld soweit zerfallen ist, dass sie keine Eruptionen in Form von Soft Gamma Repeater und ungewöhnlichen Röntgenpulsaren mehr generieren können.

Bedeutung für die Astrophysik Bearbeiten

Da im Gegensatz zu Pulsaren, Röntgenpulsaren und Magnetaren bei den XDINS der nackte Neutronenstern ohne eine Wechselwirkung mit einem Magnetfeld oder einem Begleiter in einem Doppelsternsystem beobachtet werden kann, besteht bei ihnen besser die Möglichkeit die Zustandsgleichung der Materie bei Dichten um die 1012 kg/cm3 zu analysieren. Aus der Zustandsgleichung kann auch die noch nicht genau bekannte obere Massengrenze von Neutronensternen, die Tolman-Oppenheimer-Volkoff-Grenze, besser eingegrenzt werden. Daneben kann die Raumdichte der Neutronensterne besser abgeleitet werden, da im Gegensatz zu den anderen beobachtbaren Arten von Neutronensternen die XDINS isotrope Strahler sind und ihre Entdeckungswahrscheinlichkeit nicht abhängig von der magnetischen Flussdichte ist.

Beispiele Bearbeiten

Im Englischen auch genannt The Magnificent Seven ‚Die glorreichen Sieben‘ sind:

  • RX J1856-3754
  • RBS1556
  • RBS1223
  • RX J0806.4-4132
  • RX J0720.4-3125
  • RX J0420.0-5022
  • 1RXS J214303.7+065419/RBS 1774

Ursprünglich wurde MS 0317.7-6647 dazu gerechnet, bis man feststellte, dass es sich bei diesem Objekt nicht um einen Neutronenstern handelt. An seine Stelle trat später 1RXS J214303.7+065419/RBS 1774. Seit 2001 wurden keine weiteren guten Kandidaten gefunden (Stand: Anfang 2020), so dass es bei den obigen sieben Objekten blieb und sich der genannte Spitzname etablierte.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. V.I. Kondratiev et al.: X-ray Dim Isolated Neutron Stars. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2009, arxiv:0907.0054.
  2. Ramandeep Gill and Jeremy S. Heyl: Statistical ages and the cooling rate of X-ray dim isolated neutron stars. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1305.0930v1.
  3. S.B. Popov: The Zoo of Neutron Stars. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2006, arxiv:astro-ph/0610593.
  4. Adriana Mancini Pires: Peculiar isolated neutron stars and the source in the Carina Nebula. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2012, arxiv:1206.3494.
  5. Alice K. Harding: The Neutron Star Zoo. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2013, arxiv:1302.0869v1.
  6. R. P. Mignani et al.: The birthplace and age of RX J1856.5−3754. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2012, arxiv:1212.3141.
  7. Sandro Mereghetti: X-ray emission from isolated neutron stars. In: Astrophysics. Solar and Stellar Astrophysics. 2010, arxiv:1008.2891.
  8. Frederick M. Walter, Scott J. Wolk, Ralph Neuhäuser: Discovery of a nearby isolated neutron star. In: Nature. 379. Jahrgang, Nr. 6562, 1996, S. 233–235, doi:10.1038/379233a0, bibcode:1996Natur.379..233W.
  9. A. Treves, S. B. Popov, M. Colpi, M. E. Prokhorov, R. Turolla: The Magnificent Seven: Close-by Cooling Neutron Stars? In: X-Ray Astronomy 2000. 234. Jahrgang, 2001, S. 225, arxiv:astro-ph/0011564, bibcode:2001ASPC..234..225T.
  10. L. Zampieri, S. Campana, R. Turolla, M. Chieregato, R. Falomo, D. Fugazza, A. Moretti, A. Treves: 1RXS J214303.7+065419/RBS 1774: A new Isolated Neutron Star candidate. In: Astronomy and Astrophysics. 378. Jahrgang, 2001, S. L5–L9, doi:10.1051/0004-6361:20011151, arxiv:astro-ph/0108456, bibcode:2001A&A...378L...5Z.

Weblinks Bearbeiten

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Rontgenschwache isolierte Neutronensterne englisch X ray Dim Isolated Neutron Stars XDINS sind Neutronensterne mit einer rein thermischen Rontgenstrahlung und einer Leuchtkraft zwischen 1030 und 1032 Erg 1 Es handelt sich bei den XDINS wahrscheinlich um Neutronensterne mit einem Alter von 100 000 bis 1 000 000 Jahren die langsam abkuhlen 1 Eine alternative Bezeichnung ist X ray Thermal Neutron Stars kurz XTINS Inhaltsverzeichnis 1 Eigenschaften 2 Bedeutung fur die Astrophysik 3 Beispiele 4 Einzelnachweise 5 WeblinksEigenschaften BearbeitenDas Rontgenspektrum entspricht dem einer Schwarzkorperstrahlung mit einer Temperatur zwischen 40 und 100 Elektronenvolt Die Rontgenstrahlung ist sehr stabil uber langere Zeitraume mit einer oberen Grenze von zwei Prozent wahrend sehr schwache Pulse mit Perioden zwischen 2 und 12 Sekunden gefunden wurden Dies wird als die Rotationsperiode der Neutronensterne interpretiert Aus der Verlangsamung der Rotationsperiode von 10 14 s s ist auf eine magnetische Flussdichte von um die 1013 Gauss geschlossen und ein statistisches Spin Down Alter von einer Million Jahren berechnet worden 2 Die Leuchtkraft im optischen Spektralbereich ist wenigstens um den Faktor 10 000 schwacher als im Rontgenbereich 3 XDINS werden laut Definition nicht mit einem Supernovauberrest in Verbindung gebracht da diese Neutronensterne als Central Compact Objects in Supernova Remnants bezeichnet werden 4 Die XDINS sind auch keine Rotating radio transient da auch lange integrierende Radiobeobachtungen keine Anzeichen fur eine Radiostrahlung zeigen Alle bekannten XDINS zeigen eine hohe Eigenbewegung die eine relativ geringe Entfernung von weniger als 500 Parsec vermuten lasst Im Gegensatz zu den rotationsangetriebenen Pulsaren strahlen die XDINS mehr elektromagnetische Strahlung ab als sie aus der Rotationsverlangsamung gewinnen 5 Aus der Eigenbewegung und der Stosswelle im interstellaren Medium kann der Ursprungsort der XDINS berechnet werden Sie entstehen in nahen OB Assoziationen und ihre hohe Raumgeschwindigkeit ist vermutlich die Folge einer Supernovaexplosion bei der diese Neutronensternen entstanden sind Die zuruckgelegte Distanz bestatigt das typische Alter von 500 000 Jahren fur diese Klasse der Isolated Neutron Stars Es wird vermutet dass es sich bei XDINS um die Nachfolger der Magnetare handeln konnte deren Magnetfeld soweit zerfallen ist dass sie keine Eruptionen in Form von Soft Gamma Repeater und ungewohnlichen Rontgenpulsaren mehr generieren konnen 6 Bedeutung fur die Astrophysik BearbeitenDa im Gegensatz zu Pulsaren Rontgenpulsaren und Magnetaren bei den XDINS der nackte Neutronenstern ohne eine Wechselwirkung mit einem Magnetfeld oder einem Begleiter in einem Doppelsternsystem beobachtet werden kann besteht bei ihnen besser die Moglichkeit die Zustandsgleichung der Materie bei Dichten um die 1012 kg cm3 zu analysieren Aus der Zustandsgleichung kann auch die noch nicht genau bekannte obere Massengrenze von Neutronensternen die Tolman Oppenheimer Volkoff Grenze besser eingegrenzt werden Daneben kann die Raumdichte der Neutronensterne besser abgeleitet werden da im Gegensatz zu den anderen beobachtbaren Arten von Neutronensternen die XDINS isotrope Strahler sind und ihre Entdeckungswahrscheinlichkeit nicht abhangig von der magnetischen Flussdichte ist 7 Beispiele BearbeitenIm Englischen auch genannt The Magnificent Seven Die glorreichen Sieben sind 8 9 10 RX J1856 3754 RBS1556 RBS1223 RX J0806 4 4132 RX J0720 4 3125 RX J0420 0 5022 1RXS J214303 7 065419 RBS 1774Ursprunglich wurde MS 0317 7 6647 dazu gerechnet bis man feststellte dass es sich bei diesem Objekt nicht um einen Neutronenstern handelt An seine Stelle trat spater 1RXS J214303 7 065419 RBS 1774 Seit 2001 wurden keine weiteren guten Kandidaten gefunden Stand Anfang 2020 so dass es bei den obigen sieben Objekten blieb und sich der genannte Spitzname etablierte Einzelnachweise Bearbeiten V I Kondratiev et al X ray Dim Isolated Neutron Stars In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2009 arxiv 0907 0054 Ramandeep Gill and Jeremy S Heyl Statistical ages and the cooling rate of X ray dim isolated neutron stars In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2013 arxiv 1305 0930v1 S B Popov The Zoo of Neutron Stars In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2006 arxiv astro ph 0610593 Adriana Mancini Pires Peculiar isolated neutron stars and the source in the Carina Nebula In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2012 arxiv 1206 3494 Alice K Harding The Neutron Star Zoo In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2013 arxiv 1302 0869v1 R P Mignani et al The birthplace and age of RX J1856 5 3754 In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2012 arxiv 1212 3141 Sandro Mereghetti X ray emission from isolated neutron stars In Astrophysics Solar and Stellar Astrophysics 2010 arxiv 1008 2891 Frederick M Walter Scott J Wolk Ralph Neuhauser Discovery of a nearby isolated neutron star In Nature 379 Jahrgang Nr 6562 1996 S 233 235 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