Relativitätstheorie relativ anschaulich

Relativistische Lichtablenkung

Neutronensterne sind so kompakt, dass relativistische Effekte eine wichtige Rolle spielen. Bei der Entstehung der Pulsformen ist vor allem die Lichtablenkung entscheidend.

Die Lichtablenkung bewirkt, dass von der Oberfläche des Neutronensterns mehr zu sehen ist als die dem Betrachter zugewandte Hälfte (Abbildung 2). Von einer Quelle oberhalb der Sternoberfläche können Doppelbilder entstehen (Abbildung 3). Wenn die Quelle auf der Achse durch Beobachterposition und Sternmittelpunkt liegt, ist das Bild aus Symmetriegründen ein Ring.

Bei 1.4 $ M_\odot $ und und 10 km Radius beispielsweise sind 85% der Oberfläche sichtbar. Eine Strahlungsquelle oberhalb der Sternoberfläche ist ab einer Höhe von 1.4 km aus jeder Richtung zu sehen.

Generell ist ein Neutronenstern also ausgesprochen ungeeignet dazu, etwas zu verdecken.

**Abbildung 2:** *Lichtstrahlen von der Neutronensternoberfläche: mehr als 50% der Oberfläche ist sichtbar.*
$\begin{figure}\epsfig{file=bilder/ob.eps,width=12cm}\end{figure}$

**Abbildung 3:** *Lichtstrahlen von einer Quelle oberhalb der Neutronensternoberfläche: Doppelbilder sind möglich.*
$\begin{figure}\epsfig{file=bilder/hoeh.eps,width=12cm}\end{figure}$

$\epsfig{file=bilder/v3D3sl_m-0.ps,width=10cm}$

Abbildung 4: (MPEG, 0.6 MB). Genau dieselbe Szene wie in Film und Abbildung 1, aber unter Berücksichtigung der relativistischen Lichtablenkung berechnet.

Film: Entstehung der Pulsformen (mit Lichtablenkung), MPEG4 320×240 (132 kB), MPEG4 640×480 (265 kB)

Wie wichtig die Lichtablenkung für die Pulsformen ist illustrieren Abbildung und Film 4. Die Blickrichtung ist so gewählt, dass die magnetische Achse die Sichtlinie kreuzt; in diesem Augenblick erscheint die hintere Säule als Ring. Den größten Fluss empfängt man von dieser Säule also dann, wenn sie sich mitten auf der abgewandten Seite befindet.

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