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Multimessenger-Astronomie: Erster Nachweis: Verschmelzende Neutronensterne

Ein Glücksfall für die Forschung: Erstmals gelang es, mit Gravitationswellen und in allen Bereichen des elektromagnetischen Spektrums – von den hochenergetischen Gammastrahlen über das sichtbare Licht bis zu der langwelligen Radiostrahlung – die Kollision von zwei Neutronensternen in einer fernen Galaxie zu beobachten.
Verschmelzende Neutronensterne

Das Signal kam blitzartig: Am 17. August 2017, um 12:41:06 Uhr Weltzeit, löste der Gamma-Ray Burst Monitor (GBM) an Bord des Weltraumteleskops Fermi Alarm aus. Gamma-Ray Bursts, zu deutsch Gammastrahlenausbrüche oder Gammablitze, entsprechen einem kurzen, hellen Aufleuchten einer astronomischen Quelle im hochenergetischen Bereich des elektromagnetischen Spektrums. Dass der GBM-Detektor anschlug, war für sich genommen nichts Ungewöhnliches – das Instrument hat jederzeit rund 75 Prozent des Himmels im Blick und weist alle paar Tage einen neuen Gammablitz nach. Dann wird das auf Gammastrahlen spezialisierte Fermi-Teleskop so gedreht, dass sein zweites Instrument, das Large Area Telescope, die Umgebung der Gammastrahlenquelle in Augenschein nehmen kann.

Außerdem wird bei einem solchen Alarm automatisch eine Meldung abgesetzt, eine so genannte GCN-Notice, die binnen einer Sekunde über das Internet an interessierte Beobachter weitergeleitet wird, die dem Gamma-Ray Burst Coordinates Network (GCN) angeschlossen sind. Wer ein robotisches Teleskop betreibt, kann den Beobachtungsprozess mit Hilfe solcher Benachrichtigungen automatisieren: Sofort nach Anschlagen des GBM fährt ein solches Teleskop selbsttätig die Himmelsregion an, in welcher der Gammablitz verortet wurde. Allerdings ist die von Fermi abgeschätzte Position nicht sehr genau; interessant sind die Benachrichtigungen daher vornehmlich für Teleskope mit größerem Blickfeld.

Sechs Minuten, nachdem der GBM-Detektor angeschlagen hatte, wurde klar, dass die Lage diesmal alles andere als gewöhnlich war, sondern dass Messungen und Beobachtungen bevorstanden, die es in dieser Form noch nie zuvor gegeben hatte. Bevor wir zu den Details kommen, wollen wir uns in Erinnerung rufen, was die Astronomen überhaupt über Gammablitze wissen – genauer: was sie bis zu diesem 17. August 2017 bereits wussten …

Dezember 2017

Dieser Artikel ist enthalten in Sterne und Weltraum Dezember 2017

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  • Quellen

Abbott, B. P. et al.: GW170817: Observation of Gravitational Waves from a Binary Neutron Star Inspiral. In: Physical Review Letters 119, 161101, 2017

LIGO Scientific Collaboration et al: Multi-Messenger Observations of a Binary Neutron Star Merger. In: The Astrophysical Journal Letters 848:L12, 2017

LIGO Scientific Collaboration et al: Gravitational Waves and Gamma-Rays from a Binary Neutron Star Merger: GW170817 and GRB 170817A. In: The Astrophysical Journal Letters 848:L13, 2017

Schutz, B. F.: Determining the Hubble Constant from Gravitational Wave Observations. In: Nature 323, S. 310- 311, 1986