Gravitationswellenastronomie: Schwarze Löcher und Neutronensterne

Gravitationswellenastronomie – Ein neuer Zweig der Astronomie

Die Relativitätstheorie ist eine der Grundfesten der modernen Physik. WIe gut sie wirklich funktioniert, zeigt die Gravitationswellenastronomie. Mal wieder ist diese revolutioniert worden. Denn die ersten Male kamen Gravitationswellen, die wir empfangen haben immer von zwei kollidierenden Schwarzen Löchern, doch die jetzt empfangenden Gravitationswellen stammen von zwei kollidierenden Neutronensternen. Gerüchteweise hörte man schon früher über eine Entdeckung dieser Art, doch nun ist klar um was es sich wirklich handelt.

Im Gegensatz zu den bisher entdeckten Gravitationswellen, die wie schon gesagt von schwarzen Löchern mit einer Masse von mindestens 20 Sonnenmassen, stammen die nun entdeckten Gravitationswellen von zwei kollidierenden Neutronensternen von 2-3 Sonnenmassen. Diese verursachen eine große Explosion, da viel Materie um einen Neutronenstern existiert, um ein schwarzes Loch jedoch so gut wie keine, da eben sämtliche Materie verschluckt wurde. So kann man deutlich mehr Informationen erhalten. Kollisionen von Neutronensternen sind sogenannte NS – NS – Merger. Der nun detektierten NS – NS – Merger heißt – passend zum Datum der Entdeckung – GW170817.

Gravitationswellenastronomie
Dies ist der Pulsar PSR b 1509-58.

GW170817

Durch die Gravitationswellensignale wurde die Entfernung der Quelle auf 40 Megaparsec berechnet. Es dauerte keinen Tag, bis ein Teleskop in Chile, die Galaxie, in der der Merger statt fand. NGC 4993 ist eine elliptische Galaxie in – was ein Zufall – 40 Megaparsec Entfernung.

Beim Glück der Astronomen ist die Galaxie nur selten sichtbar und schon waren auf der ganzen Welt zu einer bestimmten Zeit die Teleskope an. Die dritte Überprüfung lieferte der Fermi-Satellit. Er nahm ein weiteres Signal aus 40 Megaparsec auf. Auch im optischen Bereich gab es etwas zu sehen, nähmlich eine Kilonova. Einige wirklich schwere Elemente entstehen nur in dieser zweitgrößten Explosion aller Zeiten. Elemente die „normale“ Sterne nie durch Kernfusion herstellen können. Ohne diese Kilonovae hätte es diese Elemente (von denen wir einige zum Leben brauchen) nie gegeben.

 

Von Gold und Platin

Die wohl beliebtesten Elemente, die nur in Kilonovae entstehen sind Gold und Platin. NGC 4993 ist eine ruhige, alte Galaxie. Es entstehen viel weniger Sterne als in der Milchstraße. In Vergangenheit ist die Galaxie mit einer anderen kollidiert. WIr hoffen und glauben das dies natürlich nicht der letzte detektierte NS – NS – Merger war. Glücklicher Weise sind Neutronensterne und Explosionen zwei Dinge, die im Universum nicht selten ist. Noch vor 50 Jahren war die Kosmologie eine Phantasiewissenschaft. Man hatte keinerlei Messwerte oder Beweise, dass das von dem wir denken, dass es da draußen ist auch wirklich existiert. Voyager, Hubble und co. veränderten dies für immer.  Heute ist die Astronomie offiziell eine Hochpräzisionswissenschaft. Die Relativitätstheorie ist genial. Das ist nun einmal mehr bewiesen.

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