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Astrophysik: Pulsare als Gravitationswellen-Detektoren

Viele mit dem Gammastrahlen-Observatorium Fermi entdeckte Punktquellen haben sich als Pulsare erwiesen. Diese könnten nun in einer Art galaktischem GPS zur genauen Positionsbestimmung der Erde dienen - und damit zum Nachweis von Positionsänderungen durch Gravitationswellen.
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Indem Russell Hulse und Joseph Taylor mit dem Arecibo-Radioteleskop auf Puerto Rico die Abnahme der Umlaufperiode zweier umeinanderkreisender Neutronensterne maßen, gelang ihnen 1974 der erste indirekte Nachweis von Gravitationswellen.Das ermutigte zu Versuchen, die von Albert Einstein schon 1916 vorhergesagten periodischen Verzerrungen der Raumzeit auch direkt zu beobachten.

Die größten Hoffnungen ruhen dabei auf Interferometern, die nach minimalen Änderungen im Abstand zweier weit entfernter Fixpunkte suchen (Spektrum der Wissenschaft 12/2000, S. 48). Doch seit etwa zehn Jahren diskutieren Astrophysiker auch eine andere Möglichkeit: die genaue Bestimmung von winzigen Verschiebungen in der Position der Erde durch Gravitationswellen mit Hilfe einer Art von galaktischem GPS.

Als Bezugspunkte – analog den GPSSatelliten – könnten dabei Pulsare dienen.Diese senden wie kosmische Leuchttürme in regelmäßigen Abständen ein kurzes Radarsignal. Besonders geeignet für den Nachweis von Gravitationswellen sind Millisekunden-Pulsare; denn ihre Radarblitze folgen sehr schnell aufeinander und sind äußerst regelmäßig, so dass sich ihre Ankunft auf der Erde hochpräzise bestimmen lässt.

Millisekunden-Pulsare erreichen ihr rasantes Rotationstempo über Akkretionsprozesse in Binärsystemen: Durch gravitative Wechselwirkung zieht ein Neutronenstern (oder Weißer Zwerg) nach und nach Materie von einem normalen Stern an sich und wird dabei wie eine Eiskunstläuferin bei der Pirouette in immer schnellere Drehung versetzt. Jetzt haben Astronomen in weniger als drei Monaten 17 neue solche Objekte entdeckt – unter Rückgriff auf Beobachtungen durch das Gammastrahlen-Observatorium Fermi der US-Weltraumbehörde Nasa...

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