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Legendäres Gravitationswellen-Ereignis: Das letzte Geheimnis des Neutronensterncrashs

Vor einem Jahr sahen Forscher dabei zu, wie in einer fernen Galaxie zwei besondere Sterne verschmolzen. Nun glauben sie zu wissen, was damals genau geschehen ist.
Künstlerische Darstellung verschmelzender Neutronensterne

Vor 130 Millionen Jahren rasten in der Galaxie NGC 4993 zwei Neutronensterne ineinander. Das wissen Wissenschaftler seit dem 17. August 2017, als die Gravitationswellen der gewaltigen Kollision die Erde erreichten. Das Ereignis »GW170817« zählt zu den spektakulärsten der jüngeren Astronomiegeschichte. Denn wenige Sekunden nach den Gravitationswellen hatte auch ein ganzer Schwall an Strahlung irdische Teleskope erreicht. Dieses Feuerwerk währte für Wochen und Monate, wobei sich der Charakter der ausgesendeten Strahlung nach und nach veränderte.

Schon früh waren Forscher im Herbst 2017 auf etwas gestoßen, das nicht zu ihren Erwartungen passte. Die in den ersten Momenten ausgesandte Gammastrahlung schien deutlich schwächer zu sein, als theoretische Modelle für die Verschmelzung zweier Neutronensterne vorausgesagt hatten. Die plausibelste Erklärung: Das Gros des Gammalichts ist knapp an der Erde vorbeigesaust. Das schien insofern plausibel, als dass Strahlung in einer Situation wie bei GW170817 nur in zwei schmalen »Jets« ins Weltall gefeuert wird.

Wenn zwei Neutornensterne kollidieren, versetzen sie die Raumzeit in Schwingung – und feuern extrem energiereiche Strahlenbündel ins Weltall.
Kollision zweier Neutronensterne | Wenn zwei Neutornensterne kollidieren, versetzen sie die Raumzeit in Schwingung – und feuern extrem energiereiche Strahlenbündel ins Weltall.

So lautet zumindest die Lehrbuch-Interpretation der extremen Ereignisse. Einige Wissenschaftler führten aber auch exotischere Erklärungen ins Feld. So haben die beiden Neutronensterne kurz vor ihrem Zusammenkrachen vermutlich eine sphärische Gas- und Trümmerwolke ins All geblasen, einen »Kokon«. Womöglich waren die Jets von vorneherein zu weit aufgefächert, um diesen zu durchdringen, sind also gewissermaßen erstickt, spekulierten einige Forscher. In diesem Fall müsste man die physikalischen Prozesse hinter derartigen Ereignissen noch einmal gründlich überdenken.

Eine neue Forschungsarbeit lässt diese Interpretation nun allerdings fraglich erscheinen: Eine Gruppe um Kunal Mooley vom California Institute of Technology in Pasadena hat die Radiowellen analysiert, die 75 bis 230 Tage nach dem Gravitationswellensignal die Erde erreichten. In dieser Phase bewegten sich die von den Jets mitgerissenen Teile der Trümmerwolke noch fast mit Lichtgeschwindigkeit durch die Galaxie NGC 4993 und gaben dabei erhebliche Mengen langwelliger Strahlung ab, berichtet das Team in »Nature«. Das spreche dafür, dass der Strahlungsausbruch von GW170817 so stark und fokussiert war wie vorhergesagt – und sehr wohl die Trümmerwolke durchstoßen hat. Der Rekonstruktion zufolge hat der schmale Strahlungskegel die Erde aber vermutlich knapp verfehlt.

36/2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 36/2018

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