Relativitätstheorie relativ anschaulich

Tempolimit Lichtgeschwindigkeit

... und Geometrie des Akkretionsstroms

Akkretiongsgeometrie
Abb. 10a: Hohle Akkretionssäule
Hohle Akkretionssäule, MPEG1 320×240 (299 kB), MPEG1 640×480 (1.4 MB)
Akkretiongsgeometrie
Abb. 10b: Akkretionsvorhang. In Bild b ist die Röntgenstrahlung im Energiebereich 1.5 - 7.5 keV farbkodiert dargestellt: Der Strahlung niedriger, mittlerer bzw. hoher Energie entspricht die Farbe Rot, Grün bzw. Blau.
Akkretionsvorhang, MPEG1 320×240 (305 kB), MPEG1 640×480 (2.1 MB)

Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die geometrische Form des Akkretionsstroms. Das herabstürzende Gas folgt den Feldlinien des Magnetfeldes vom Innenrand der Akkretionsscheibe zum Stern (Abb. 4). In den bisher gezeigten Modellen wurde angenommen, dass der gesamte Trichter innerhalb dieser Feldlinien gleichmäßig mit Gas gefüllt ist. Das ist aber alles andere als selbstverständlich: Die zentrale Feldlinie, die genau durch den magnetischen Pol verläuft, ist radial nach außen gerichtet und trifft überhaupt nicht auf die Scheibe. Die polnahen Feldlinien treffen weit draußen auf die Scheibe, wo die magnetische Feldstärke schwach ist und die Bewegung des Gases in der Scheibe noch kaum beeinflusst. Nur die Feldlinien am Rand des Trichters treffen die Scheibe in der Nähe des Innenrands, wo Gas in die Magnetosphäre eintritt. Ein gefüllter Trichter setzt also voraus, dass sich das Gas in der Magnetosphäre nach innen umverteilt. Findet eine solche Umverteilung nicht oder nur in geringem Maße statt, dann ist der Trichter hohl. In diesem Fall käme die Strahlung von einer hohlen Akkretionssäule, würde zum Teil durch die Innenwand entweichen und die Sternoberfläche auch im Innern der hohlen Säule aufheizen (Abb. 10a).

Neben hohlen Akkretionssäulen wird auch der so genannte »Akkretionsvorhang« diskutiert. Damit ist ein Abschnitt einer Hohlsäule gemeint, der zustande kommen könnte, wenn die magnetische Achse nicht allzu steil auf der Scheibe steht, etwa wie in Abb. 4. Wenn man den oberen magnetischen Pol betrachtet, dann kann Gas von der rechten Seite der Scheibe längs der Feldlinien auf ziemlich direktem Wege auf den Neutronenstern gelangen, Gas von der linken Seite jedoch nicht. Es erscheint daher plausibel, dass auch nur von der rechten Seite akkretiert wird, so dass die Hohlsäule nicht geschlossen ist (Abb. 10b).

Abb. 10b veranschaulicht, wie die Reprozessierung der Strahlung und die geometrische Form des Akkretionsstroms die Energieabhängigkeit der Pulsprofile beeinflussen. Die Röntgenstrahlung ist hier im Energiebereich 1.5 - 7.5 keV farbkodiert dargestellt. Die Farben Rot, Grün bzw. Blau entsprechen der Strahlung niedriger, mittlerer bzw. hoher Energie. Der Halo ist rötlich, strahlt also hauptsächlich bei den niedrigeren Energien. Die Akkretionssäule ist weiß, erscheint aber orange, wenn man sie durch den Akkretionsstrom hindurch ansieht. Das liegt daran, dass der Akkretionsstrom für die niederenergetische Strahlung durchsichtiger ist als für die höherenergetische. Rot kommt also durch, während Grün und Blau aus der Sichtlinie herausgestreut werden. Die Pulsprofile rechts im Bild zeigen die Energieabhängigkeit für dieses Modell.

 
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AutorInnen: Ute Kraus, Datum: 25.9.2006
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