Gravitationswellen: Dritter Nachweis

Astronomen ist der dritte Nachweis von Gravitationswellen gelungen. Die Signale stammen - wie zuvor - von zwei verschmelzenden Schwarzen Löchern. Die Entfernung ist diesmal allerdings rekordverdächtig: drei Milliarden Lichtjahre.

Studie

„GW170104: Observation of a 50-Solar-Mass Binary Black Hole Coalescence at Redshift 0.2“, Physical Review Letters (1.6.2017)

Das Erzittern der Raumzeit wurde erneut von den Wissenschaftlern der Ligo-Kooperation entdeckt. Die beiden Ligo-Antennen in den USA hatten am 4. Januar 2017 die Gravitationswellen von zwei Schwarzen Löchern aufgefangen, die sich zunächst spiralförmig umkreisten und dann zu einem Schwarzen Loch mit einer Masse von 49 Sonnen verschmolzen.

Grafik: Die drei bisherigen Nachweise von Gravitationswellen
LSC/OzGrav
Aller guten Dinge sind drei: die bisherigen Nachweise von Gravitationswellen.

Bei den beiden zuvor registrierten Fusionen waren Schwarze Löcher mit 62 und 21 Sonnenmassen entstanden. Mit dem dritten Nachweis sei nun zweifelsfrei bestätigt, dass es eine neue Klasse von Schwarzen Löchern jenseits von 20 Sonnenmassen gebe, schreiben die Wissenschaftler.

„Das sind Objekte, von denen wir vorher gar nicht wussten, dass sie existieren“, so Ligo-Sprecher David Shoemaker vom Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Drei Milliarden Lichtjahre entfernt

Gravitationswellen strecken und stauchen die Raumzeit ähnlich wie ein ins Wasser geworfener Stein die Wasseroberfläche. Sie entstehen nach Albert Einsteins Relativitätstheorie immer dann, wenn massereiche Objekte sich bewegen. Je größer die Masse und je schneller die Bewegung, desto höher die Welle.

Ligo, das Laser-Interferometer-Gravitationswellen-Observatorium, weist diese Schwingungen nach, indem es per Laser die Länge von zwei L-förmig ausgerichteten kilometerlangen Armen genau überwacht.

Zwei verschmelzende Schwarze Löcher
LIGO/A. Simonnet
Wenn sich zwei Schwarze Löcher vereinigen, erzittert die Raumzeit.

Auf diese Weise ließ sich knapp die letzte Sekunde der beiden verschmelzenden Schwarzen Löcher beobachten. Das Signal war schwächer als beim ersten direkten Nachweis von Gravitationswellen, weil das neue Ereignis mit rund drei Milliarden Lichtjahren diesmal etwa doppelt so weit entfernt war. Ein Lichtjahr ist die Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt.

Nächstes Ziel: Neutronensterne

Die Ligo-Beobachtungen zeigen nach Angaben der Forscher, dass Paare massereicher Schwarzer Löcher häufiger sind als erwartet. „Wir werden noch viel Neues erfahren, dies ist eine aufregende Zeit“, sagt Karsten Danzmann, Direktor am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik. Ihm war am Mittwoch für die Entwicklung von Schlüsseltechnologien für Gravitationswellendetektoren der mit 750.000 Euro dotierte Körber-Preis für die Europäische Wissenschaft zuerkannt worden.

Wie David Reitze vom Caltech betont, sollen die Ligo-Antennen zukünftig bei anderen astrophysikalischen Ereignissen zum Einsatz kommen - auch hier sollen sie Gravitationswellen aufspüren. Ein heißer Kandidat dafür: die Kollision zweier Neutronensterne.

science.ORF.at/dpa

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