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Gravitationswellen: Neuer Rekord bei Schwarzen Löchern

Im dritten Beobachtungslauf ging den Forschern des LIGO-Virgo-Teams ein dicker Fisch ins Netz: das bislang massereichste Schwarze Loch mit 142 Sonnenmassen. Die Entdeckung dieses Gravitationswellenereignisses GW 190521 wirft neue Fragen auf.
RekordverschmelzungLaden...

Zwei sich umkreisende Schwarze Löcher senden Gravita­tions­wellen aus, die sich mit Lichtgeschwindigkeit durch das Universum fortpflanzen. Früher oder später müssen die beiden kollidieren und in diesem Moment ist das Erzittern der Raumzeit besonders heftig. Seit ein paar Jahren beobachten Physiker solche Gravitationswellenereignisse nunmehr routinemäßig. Doch das neue Signal, welches die in den USA und in Italien stationierten Detektoren LIGO und Virgo am 21. Mai 2019 registrierten, war anders. Das GW 190521 genannte Ereignis war mit 0,1 Sekunden Dauer kürzer und erreichte mit 60 Hertz eine geringere Maximalfrequenz als die bis dato empfangenen Gravitationswellenpulse, wie die Forscher in der Fachzeitschrift »Physical Review Letters« berichten. Es sei nicht wie das »Zwitschern« (englisch: chirp) gewesen, das die Wissenschaftler normalerweise detektieren, erklärte Nelson Christensen vom französischen Centre National de la Recherche Scientifique und Mitglied der Virgo-Kollaboration in einer Pressemitteilung. Mit »Chirp« bezeichnen die Forscher das charakteristische Signal mit anwachsender Amplitude und Frequenz, das im Moment der Kollision exponenziell verstummt – so auch das erste LIGO-Ereignis GW 150914, das einen Durchbruch markierte (siehe SuW 4/2016, S. 24). »Dieses Mal erinnerte es uns mehr an einen ›Knall‹; es ist das gewaltigste Signal, das LIGO und Virgo bisher gesehen haben.« (siehe Bild auf der nächsten Seite).

Die Schwarzen Löcher, die dieses Signal auslösten, waren 85- beziehungsweise 66-mal so schwer wie die Sonne – und damit massereicher als alle Schwarzen Löcher, die LIGO und Virgo bislang beobachteten. Das schließen die Forscher aus den mit LIGO und Virgo aufgezeichneten Signalen. Neun Sonnenmassen wurden bei der Kollision in Gravitationswellenenergie umgewandelt; nur deshalb ließ sich das Ereignis von den Detektoren wahrnehmen. Es ereignete sich in so großer Entfernung von unserer Galaxis, dass die Gravitationswellen rund sieben Milliarden Jahre zu uns unterwegs waren. Die zugehörige kosmologische Rotverschiebung beträgt z = 0,82.

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