Schon wieder Gravitationswellen entdeckt

Der Kosmos schwingt im Takt explodierender Sterne und verschmelzender Schwarzer Löcher: Als Forscher im Februar erstmals das Gravitationswellen-Echo eines solchen Ereignisses auffangen konnten, war das eine Sensation. Nun ist der Coup ein zweites Mal geglückt.

Mit dem hochempfindlichen Ligo-Observatorium beobachteten sie die Gravitationswellen zweier Schwarzer Löcher, die in 1,4 Milliarden Lichtjahren Entfernung von der Erde miteinander kollidierten. Die Astrophysiker berichten in einer der kommenden Ausgaben des Fachblatts Physical Review Letters darüber.

Mit Ligo war auch der weltweit erste Nachweis von Gravitationswellen gelungen: Das "Laser-Interferometer Gravitationswellen-Observatorium" besteht aus zwei US-Anlagen. Beide haben zwei vier Kilometer lange Röhren, die rechtwinklig auf dem Boden liegen. Über ein Lasersystem lassen sich diese beiden Arme genau überwachen. Läuft eine Gravitationswelle durch, staucht und strecken sich die Arme unterschiedlich stark. So hatten die Forscher die ersten Gravitationswellen am 14. September 2015 registriert, deren Nachweis nach gründlichen Analysen im Februar der Öffentlichkeit präsentiert worden war.

Schon am 26. Dezember 2015 schlug das Observatorium erneut an: Zwei Schwarze Löcher mit 14- und 8-mal so viel Masse wie unsere Sonne kreiselten immer enger umeinander und verschmolzen schließlich zu einem einzigen Schwarzen Loch mit 21 Sonnenmassen. Die Masse einer ganzen Sonne wurde bei diesem Ereignis in Form von Gravitationswellen-Energie ins All ausgestrahlt.

Österreicher dabei

Unter den Wissenschaftlern des LIGO-Teams befinden sich auch fünf Physiker aus Österreich. Um ein schwaches Signal wie das am 26. Dezember entdeckte "Weihnachts-Ereignis" in den Detektor-Daten aufzuspüren, und als das Signal zweier schwarzer Löcher zu identifizieren, sei es nötig, spezielle Computermodelle zu entwickeln. Das sei der Job der Österreicher gewesen, berichtet Sascha Husa vom Ligo-Team.

Gravitationswelle Nr. 2 wurde übrigens nach dem Datum ihres Auftretens benannt: GW151226. Im Gegensatz zum ersten Nachweis konnten die Forscher diesmal nicht nur die letzten vier Umrundungen der verschmelzenden Schwarzen Löcher beobachten, sondern zuschauen, wie beide sich 27 Mal umkreisten, bevor sie sich vereinigten.

Gravitationswellen kann man nicht mit den Augen sehen, auch ihre Quellen senden oft kein Licht aus. Sie sind eine der spektakulärsten Vorhersagen von Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie und entstehen stets, wenn Massen beschleunigt werden. Gravitationswellen bringen die Raumzeit selbst zum Schwingen. Sie sind umso stärker, je größer die beschleunigte Masse ist. Allerdings sind die Wellen auch bei extrem großen Massen immer noch so klein, dass sie erst hundert Jahre nach Einsteins Vorhersage mit empfindlichen modernen Instrumenten nachgewiesen werden konnten.

"Mit dieser zweiten Beobachtung sind wir wirklich auf dem Weg zur echten Gravitationswellen-Astronomie", sagt der deutsche Gravitationswellen-Pionier Karsten Danzmann vom Albert-Einstein-Institut. "Nun können wir anfangen, eine Vielzahl von Quellen auf der unbekannten dunklen Seite des Universums zu erforschen."