Zum ersten Mal haben Astronominnen und Astronomen das Magnetfeld eines schnell rotierenden Pulsars direkt vermessen: PSR J1101−6101 im Zentrum des sogenannten Leuchtturm-Nebels. Mithilfe von NASAs Weltraumteleskop IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) bestätigte das Team eine seit Langem vermutete Idee darüber, wie solche extremen Objekte Teilchen ins All schleudern – und stieß dabei auf eine Überraschung beim Magnetismus selbst. Die Ergebnisse erschienen im „Astrophysical Journal".

Ein Pulsar ist der kollabierte Kern eines massereichen Sterns: ein Neutronenstern, der mehr Masse als die Sonne in einer Kugel von der Größe einer Stadt bündelt und ein enorm starkes Magnetfeld besitzt. Dieser hier dreht sich 16-mal pro Sekunde und lässt seine Strahlung wie ein Leuchtturm über den Himmel streichen.

Der Jagd auf Teilchen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit

Vom Pulsar gehen zwei schmale Röntgenstrahlen aus – ein längeres „Filament" und eine kürzere „Spur". Seit 2008 vermuteten Forschende, dass die energiereichsten Teilchen das System entlang der Magnetfeldlinien der Galaxie verlassen und so das Filament formen. Um das zu prüfen, richtete IXPE seinen Blick im Juni 2025 fast 18 Tage lang auf den lichtschwachen Nebel.

„Der entscheidende Beweis liegt in der Polarisation des Lichts, die die Richtung des Magnetfelds anzeigt", sagte Jack Dinsmore, Student an der Stanford University, der die Studie leitete. Der Aufwand zahlte sich aus: Mit mehr als 99 Prozent Sicherheit verläuft das Magnetfeld entlang des Teilchenstroms im Filament und bestätigt damit den vermuteten Fluchtweg.

Die Daten hielten jedoch eine Überraschung bereit. Viele Modelle gehen von einem stark turbulenten Magnetfeld im Filament aus, doch die geordnete, ausgeprägte Polarisation deutet auf weit ruhigere Verhältnisse hin. „Der hohe Polarisationsgrad zeigt eine geringere Turbulenz, als solche Modelle verlangen", sagte Ko-Autor und Stanford-Professor Roger Romani. Rätselhaft bleibt zudem: Im Röntgenbereich verläuft das Feld parallel zur Spur, während Radiobeobachtungen derselben Struktur ein nahezu senkrechtes Feld zeigen.

Um das schwache Signal einzufangen, entwickelten die IXPE-Fachleute neue Analysemethoden, die jedes Photon ausnutzen – Werkzeuge, die künftige Untersuchungen von Neutronensternen schärfen könnten. Diese Objekte sind natürliche Labore für eine Physik, die sich auf der Erde nicht nachbilden lässt. Jede solche Messung bringt uns dem Verständnis näher, wie sich Materie unter den extremsten bekannten Bedingungen verhält.