Neues Gravitationswellensignal gemessen

Am 14. September 2015 gelang der erste direkte Nachweis von Gravitationswellen, wenige Monate später der zweite. Nun vermelden die Wissenschaftler der LIGO-Kollaboration einen weiteren Fund: Genau wie bei den ersten beiden Signalen entstanden die nun beobachteten Gravitationswellen bei der Verschmelzung von zwei Schwarzen Löchern. Die neuen Ergebnisse erlauben es, so das Team in der Fachzeitschrift „Physical Review Letters“, die Anzahl von verschmelzenden Schwarzen Löchern im Weltall besser abzuschätzen.

Simulation der verschmelzenden Schwarzen Löcher

Die am 4. Januar 2017 nachgewiesene Gravitationswelle ließ sich für rund 920 Millisekunden mit den beiden LIGO-Detektoren in den USA verfolgen. Detaillierte Analysen des Signals zeigten, dass die Gravitationswelle bei der Kollision und Verschmelzung von zwei Schwarzen Löchern mit 31 und 19 Sonnenmassen zu einem Schwarzen Loch mit der 49-fachen Sonnenmasse entstand. Damit füllt es die Lücke zwischen den beiden zuvor beobachteten verschmelzenden Schwarzen Löchern mit 62 beziehungsweise 21 Sonnenmassen. Das neue Signal namens GW170104 fiel allerdings schwächer aus als das erste von LIGO registrierte, weil die Massen der Schwarzen Löcher geringer waren und weil sich die Verschmelzung in einer Distanz von rund drei Milliarden Lichtjahren ereignete – doppelt so weit entfernt wie im September 2015.

Das neue Ereignis zeige, dass massereiche Doppelsysteme aus Schwarzen Löchern häufiger seien als noch vor etwas mehr als einem Jahr angenommen, so die beteiligten Forscher. In der Folgeanalyse fanden sie zudem erstmals Hinweise darauf, dass die Rotationsachse bei mindestens einem der beiden Schwarzen Löcher nicht senkrecht zur Bahnebene steht. Diese Erkenntnisse helfen, die Entstehung solcher Binärsysteme besser zu verstehen. Darüber hinaus bestätigten Tests, dass die Ausbreitungseigenschaften von GW170104 mit den Vorhersagen der Allgemeinen Relativitätstheorie übereinstimmen.

GW170104 ist das erste veröffentlichte Gravitationswellensignal von sechs Kandidatensignalen, die man seit Ende November 2016 durch Echtzeitanalysen aufspürte. Astronomen suchen derzeit nach passenden elektromagnetischen Signalen im Weltall, um die möglichen Gravitationswellen zu überprüfen. Der aktuelle Beobachtungslauf wird noch bis August 2017 andauern. Der dritte Beobachtungslauf soll – mit nochmals empfindlicheren LIGO-Detektoren – in der zweiten Hälfte des Jahrs 2018 beginnen.

Bisher gemessene Gravitationswellensignale