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Gravitationswellen: Ein historischer Nachweis – aber welcher?

Vor wenigen Tagen nachgewiesene Gravitationswellen unterscheiden sich von den bisherigen. Für ihren Ursprung gibt es zwei mögliche Erklärungen.

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Der LIGO-Detektor in Livingston, Louisiana

(Bild: LIGO)

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Als Mitte August offenbar zum ersten Mal Gravitationswellen beobachtet worden waren, die bei der Kollision eines Neutronensterns und eines Schwarzen Lochs entstanden sind, waren die Forscher euphorisch.

Bei Nachfolgebeobachtungen wurde aber bislang wohl noch keine elektromagnetische Strahlung dieses Ereignisses gefunden, weswegen eine weitere Erklärung möglich ist – die nicht weniger historisch wäre. Wie das US-Onlinemagazin Gizmodo berichtet, könnte es sich auch um das Ende des bislang kleinsten bekannten Schwarzen Lochs handeln. S190814bv fand in rund 900 Millionen Lichtjahren Entfernung statt.

Das Ereignis war am 14. August von den LIGO- und Virgo-Sensoren beobachtet worden und mit über 99-prozentiger Wahrscheinlichkeit einer Kollision eines Himmelskörpers von mehr als fünf Sonnenmassen mit einem von weniger als drei Sonnenmassen zugeordnet worden. Weil noch kein derart massearmes Schwarzes Loch nachgewiesen wurde, hatten die Forscher es als Kollision eines Neutronensterns mit einem Schwarzen Loch klassifiziert. Neutronensterne sind die Überreste massereicher Sterne, die nicht ganz in einem Schwarzen Loch enden. Den Theorien zufolge müsste eine solche Kollision aber eine Kilonova produzieren, deren elektromagnetische Strahlung nachweisbar sein könnte. Sie wäre deutlich weiter entfernt, als jene Kilonova, die im Herbst 2017 beobachtet wurde.

Wie Gizmodo nun nach Interviews mit mehreren Astronomen zusammenfasst, wären beide Ereignisse dahingehend historisch, das sie die ersten beobachteten ihrer Art wären. Es sei auch durchaus möglich, dass es am Ende gar keine Antwort gibt: Sollte keine Explosion beobachtet worden sein, heißt das ja nicht, dass es auch keine gegeben hat. Noch warten aber mehrere Nachfolgebeobachtungen an Teleskopen in aller Welt auf ihre Überprüfung. Bei der LIGO-Cooperation, mit deren Detektoren die Gravitationswellen entdeckt wurden, gibt man sich inzwischen aber "nicht optimistisch".

Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie zufolge ist Gravitation eine Eigenschaft des Raums, die sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. Werden massereiche Körper beschleunigt, erzeugen sie der Theorie zufolge Gravitationswellen, die das Gefüge des Raums verformen – selbst bei großen Massen aber nur minimal.

Um die äußerst kleinen Verformungen des Raums nachzuweisen, braucht es hochpräzise Messgeräte in einer speziellen Anordnung. Gelingt etwa mit dem leistungsfähigen LIGO-Observatorium eine solche Beobachtung, können die Forscher ungefähr einordnen, wo am Himmel das Ereignis stattgefunden hat. In der Folge werden weltweit Teleskope auf diese Regionen ausgerichtet, um Spuren zu entdecken. Zusammen firmiert das unter dem Begriff Multi-Messenger-Astronomie.

Ein Besuch beim Gravitationswellen-Detektor GEO600 (13 Bilder)

"Vorsicht! Empfindliche Meßgeräte in Betrieb": Man glaubt kaum, wie empfindlich die Gerätschaften in diesem Container am Ende des Osttunnels tatsächlich sind.

(mho)