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Gravitationswellen

Aller guten Dinge sind drei

Erstmals fingen drei Detektoren das Signal verschmelzender Schwarzer Löcher auf - und weisen darauf hin, wie sehr diese "neue Astronomie" das Bild vom Universum verändert.
Gravitationswellen bei der Kollision Schwarzer Löcher

Bereits das vierte bekannte Paar verschmelzender Schwarzer Löcher vermelden die Arbeitsgruppen an den Gravitationswellendetektoren LIGO und VIRGO in "Physical Review Letters". Demnach verschmolzen in einer Entfernung von 1,1 bis 2,2 Milliarden Lichtjahren zwei Löcher mit Massen vom 25- und 30-Fachen der Sonne. Für den VIRGO-Detektor ist die am 14. August 2017 aufgefangene Welle das erste nachgewiesene Signal – nach nur zwei Wochen Betrieb. Zusammen mit den beiden Detektoren der LIGO-Kollaboration ist das der erste Nachweis mit drei unabhängigen Detektoren. Dadurch kann das Team die Quelle mit der nahezu 20-fachen Genauigkeit lokalisieren: Das Ereignis spielte sich in einem Himmelsareal mit etwa der 300-fachen Fläche des Vollmonds ab.

Das jetzt entdeckte Gravitationswellenereignis selbst stammt nach Angaben der Gruppen aus dem gleichen Typ Quelle wie die zuvor nachgewiesenen: Zwei Schwarze Löcher mit jeweils etwas mehr als zwei Dutzend Sonnenmassen verschmolzen und strahlten mehrere Prozent ihrer Masse als Gravitationswellen ab. Insbesondere scheint es nicht mit jenem identisch zu sein, das seit einigen Wochen Gerüchte in der Forschungswelt beflügelt. Am 17. August spürte LIGO offenbar einen anderen, bisher unbeobachteten Typ von Kollision auf, nämlich zwischen zwei Neutronensternen. Diese bislang unbestätigte Beobachtung verspricht weit reichende Erkenntnisse über die Natur dieser rätselhaften Objekte.

Die jetzt gemeldete Verschmelzung des nun vierten bekannten Schwarze-Löcher-Paars dagegen lässt solche Beobachtungen beinahe als Routine erscheinen. Bedeutsam ist sie vor allem, weil mit dem VIRGO-Detektor nunmehr ein drittes Teleskop das Signal auffing – und damit die Quelle weitaus präziser am Himmel lokalisierte, als bisher mit LIGO allein möglich war. Zusätzlich kann man mit drei Quellen die Schwingungsrichtung der Gravitationswellen relativ zu ihrer Ausbreitung bestimmen, die Polarisation.

Die Ergebnisse dieser Messung stimmen mit den Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie überein, schreibt die Arbeitsgruppe. Doch auch solche Ereignisse ermöglichen durchaus noch fundamental neue Erkenntnisse. Die vorhandenen Daten sprächen für recht häufige Kandidaten-Ereignisse, schreibt der Astrophysiker Markus Pössel in seinem Blog. Damit könne man dann durch statistische Auswertungen Rückschlüsse auf die Häufigkeit verschiedener Himmelsobjekte ziehen – und erhielte so grundlegende Informationen über den Aufbau des Universums.

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