Röntgenpulsare

Ein Röntgenpulsar ist ein stark magnetisierter, rasch rotierender Neutronenstern, der zusammen mit einem normalen Stern ein enges Doppelsternsystem bildet. Durch seinen kleinen Radius von etwa 10km und seiner im Vergleich dazu großen Masse von ungefähr einer Sonnenmasse ist ein Neutronenstern ein äußerst kompaktes Objekt mit einer Dichte von $\approx 10^{15}\,\mbox{g}/\mbox{cm}^3$.

Durch die starke Gravitationswirkung wird Masse aus dem normalen Begleitstern herausgezogen. Diese strömt auf den Neutronenstern zu und bildet um ihn herum eine dünne Scheibe, die sogenannte Akkretionsscheibe. Von deren innerem Rand stürzt die Materie dann endgültig auf die Neutronensternoberfläche. Die ionisierte Materie, die aus der Scheibe in das extrem starke Magnetfeld ($10^8$ - $10^9$ Tesla an der Sternoberfläche) des Neutronensterns eintritt, kann sich nur noch längs der Magnetfeldlinien bewegen und wird daher zu den Magnetpolen hin gebündelt. Das fallende Plasma bildet über den Magnetpolen eine sogenannte Akkretionssäule.

Bei den beiden Magnetpolen treffen auf eine Fläche von nur wenigen Quadratkilometern 100 Milliarden Tonnen Materie pro Sekunde mit bis zu 70% der Lichtgeschwindigkeit auf. Dabei wird die Oberfläche durch die bei der Abbremsung freigesetzte kinetische Energie auf Temperaturen von ca. 100 Millionen Grad aufgeheizt, was zur Emission von Röntgenstrahlung führt. Die Emissionsgebiete werden Hotspots genannt.

Die Abstrahlung des Röntgenlichts ist auf eine oder mehrere Vorzugsrichtungen konzentriert. Da die Achse durch die magnetischen Pole im allgemeinen nicht mit der Rotationsachse zusammenfällt, sehen wir die Röntgenstrahlung mit der Rotationsperiode gepulst.