Wie groß ist ein Neutronenstern? Elementarisierende Überlegungen und Abschätzungen

Abstract

Neutronensterne gehören zu den wohl exotischsten Objekten im Universum, vereinen sie doch die Masse eines Sterns mit einem (nicht nur aus astronomischer Perspektive) extrem kleinen Radius – die Oberfläche eines Neutronensterns entspricht etwa der doppelten Fläche des Saarlandes. Gerade solche außergewöhnlichen Objekte üben eine Faszination auf Lernende aus, da sie vollkommen außerhalb der menschlichen Erfahrungswelt liegen. In diesem Artikel sollen verschiedene Mög-lichkeiten gezeigt werden, wie mithilfe elementarisierender Überlegungen aus verschiedenen Be-reichen der Physik die Größenordnung von Neutronensternen bestimmt werden kann, ohne dass die – für präzise Berechnungen natürlich nicht zu vernachlässigende – Allgemeine Relativitätstheorie benötigt wird.
Speziell auf sehr schnell rotierende Neutronensterne, die so genannten Pulsare, soll hierbei eingegangen werden. Die von ihnen ausgesandten, zunächst für außerirdische Signale gehaltenen, extrem regelmäßigen Pulse, die die Erde erreichen, wurden später für die Entdeckung der ersten Exoplaneten genutzt.
Gleichzeitig bieten die hier vorgestellten Abschätzungen die Möglichkeit, mithilfe realer Daten die Überlegungen zu überprüfen.