Durchbruch für die Astrophysik: Erstmals kollidierende Neutronensterne beobachtet

Experten sprechen von einer Sensation: Zum ersten Mal haben Gravitationswellendetektoren die Kollision zweier Neutronensterne gemessen. Warum das besonders ist? WIRED klärt die wichtigsten Fragen.

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Experten sprechen von einer Sensation: Zum ersten Mal haben Gravitationswellendetektoren die Kollision zweier Neutronensterne gemessen. Warum das besonders ist? WIRED klärt die wichtigsten Fragen.

Was ist passiert?

Vor rund 130 Millionen Jahren kollidieren in einer weit entfernten Galaxie namens NGC 4993 zwei Neutronensterne. Am 17. August 2017 erfahren die Menschen von dieser sogenannten Kilonova. Gravitationswellendetektoren messen die Schwingungen in der Raumzeit, die nicht wie bei vorherigen Messungen nur einige Sekunden, sondern fast zwei Minuten dauern. Doch das Event wird nicht nur von den Gravitationswellendetektoren „gehört“, sondern von dutzenden Teleskopen auch im ganzen elektromagnetischen Spektrum beobachtet. Es ist der Beginn der „Multi-Messenger-Astronomie“.

Gravitationswellen – was war das noch mal?

Gravitationswellen sind Kräuselungen in der Raumzeit. Sie entstehen, wenn Körper mit einer extrem großen Masse stark beschleunigt werden, wenn zum Beispiel ein Stern in einer Supernova explodiert oder zwei Schwarze Löcher verschmelzen. Gravitationswelle ist dabei aber nicht gleich Gravitationswelle. Anhand ihrer Frequenz kann man unterscheiden, von welchen Objekten sie ausgehen. „Die Gravitationswellen von Neutronensternen haben viel höhere Frequenz als beispielsweise die von Schwarzen Löchern“, erklärt Frank Ohme vom Albert-Einstein-Institut in Hannover. Wenn die zwei Neutronensterne sich dann immer näher kommen und schließlich kollidieren, sieht man auch das in den Frequenzen der Wellen.

Wissenschaftler haben die Gravitationswellen zweier kollidierender Neutronensterne gemessen. Warum ist das besonders?

„Damit schließt sich ein Kreis“, sagt Ohme. Denn genau dafür war LIGO gedacht. Doch bei allen drei Gelegenheiten, bei denen die Detektoren bisher Gravitationswellen gemessen haben, stammten diese von fusionierenden Schwarzen Löchern. Die sind total faszinierend, keine Frage, aber so richtig viel zu sehen gibt es da nicht.

Ganz anders die Neutronensterne. Sie sind die Reste von Sternen, die an ihrem Lebensende erst in sich zusammen gefallen und dann explodiert sind. Zurück bleibt der extrem dichte Neutronenstern. „Wenn zwei Neutronensterne verschmelzen, kann viel passieren, was bei Schwarzen Löchern nicht passieren kann“, sagt Ohme: Neue Elemente können entstehen, Gammastrahlen, sichtbares, infrarotes, ultraviolettes Licht wird ausgesendet. Doch ganz genau verstehen die Forscher diese Kollisionen bisher noch nicht. Die Messungen aus NGC 4993 könnten jetzt Licht ins Dunkel bringen. Zum Beispiel wenn es um die Entstehung von schweren Elementen wie Gold oder Platin geht oder um den Ursprung der Gammastrahlenblitze.

Was sind kurze Gammastrahlenblitze?

Gammastrahlenblitze sind sehr kurz, aber sehr, sehr heftig, sie glühen tagelang nach. Bisher vermutete man, dass sie unter anderem bei der Kollision von Neutronensternen entstehen. Jetzt gibt es dafür einen direkten Nachweis. Denn die Wissenschaftler haben nicht nur die Gravitationswellen gemessen, sondern auch Gammastrahlenblitze. Dass man die beiden Phänomene – Gravitationswellen und Gammastrahlenblitze – zusammen messen konnte, sei „eine riesige Entdeckung“, sagt Ohme.

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