Direkt zum Inhalt

Allgemeine Relativitätstheorie: Schon wieder Gravitationswellen nachgewiesen

Aller guten Dinge sind drei: Nach den ersten beiden Entdeckungen von Gravitationswellen im Jahr 2015 ging dem Beobachtungsverband LIGO nun erneut ein Signal ins Netz. Und wieder waren zwei verschmelzende Schwarze Löcher die Ursache.
Gravitationswellen

Seit November 2016 messen die Gravitationswellendetektoren von LIGO in einem zweiten Beobachtungslauf mit erhöhter Empfindlichkeit. Dies zahlt sich aus, denn erneut haben Forscher nun ein Gravitationswellen-Signal entdeckt: Die beiden Detektoren in Hanford und Livingston in den USA verzeichneten am 4. Januar 2017 eine Schwingung der Raumzeit, die auf eine Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher in rund drei Milliarden Lichtjahren Entfernung zurückgeht. Damit gelang der dritte Nachweis von Gravitationswellen nach dem 14. September und 26. Dezember 2015.

Das GW170104 genannte Signal dauerte etwa 920 Millisekunden und durchlief dabei 29 Gravitationswellenzyklen, die immer schneller aufeinander folgten. Simulationen der Forscher ergaben, dass zwei Schwarze Löcher mit 31 und 19 Sonnenmassen zu einem einzigen mit der 49-fachen Masse unseres Zentralgestirns verschmolzen waren. Eine komplette Sonnenmasse wurde dabei in Energie umgewandelt und versetzte die Raumzeit in Schwingung. Das neu gebildete Schwarze Loch füllt genau die Lücke zwischen den zwei zuvor mit LIGO beobachteten Objekten, die nach der Verschmelzung auf 62 und 21 Sonnenmassen kamen.

Das Gravitationswellen-Signal vom 4. Januar 2017 | Am 4. Januar 2017 registrierten die LIGO-Detektoren eine Schwingung der Raumzeit: Orange dargestellt sind die Daten des Hanford-Detektors, blau die aus Livingston. Letzterer empfing das Signal etwa drei Millisekunden früher, dies wurde hier korrigiert. Die schwarze Kurve im oberen Bild zeigt die simulierten Gravitationswellen für die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher mit 31 und 19 Sonnenmassen. In der unteren Bildhälfte ist das Detektorrauschen nach Abzug des Signals zu sehen.

Dass das Signal überhaupt entdeckt wurde, ist einer sorgfältigen Analyse durch Alexander Nitz vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut, AEI) in Hannover zu verdanken: Er nahm an diesem Tag Kandidaten unter die Lupe, die ein von ihm entwickeltes Programm aus dem unübersichtlichen Datendschungel des LIGO-Systems herausfilterte. Die automatische Benachrichtigung, die LIGO normalerweise bei Signalkandidaten erzeugt, hatte dagegen nicht funktioniert.

Fünf weitere solcher Kandidaten stehen nun noch in der Warteschlange. Sie alle könnten Signale echter Gravitationswellen sein, müssen aber noch näher analysiert und bestätigt werden. Das ist ausgerechnet deshalb nicht einfach, da die LIGO-Detektoren so hochempfindlich und genau messen: Die leichten Schwingungen der Raumzeit verstecken sich hinter dem Grundrauschen der Detektoren, das von vielen anderen Einflüssen auf der Erde herrührt.

Schreiben Sie uns!

1 Beitrag anzeigen

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Zuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Zuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmende sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Zuschriften können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Partnerinhalte

Bitte erlauben Sie Javascript, um die volle Funktionalität von Spektrum.de zu erhalten.