Explosion zweier verschmelzender Neutronensterne | Bildquelle: M. Kornmesser

Neue Ursache für Gravitationswellen Ein Sternencrash - und viele neue Erkenntnisse

Stand: 16.10.2017 17:02 Uhr

Gerade erst wurde der Nachweis von Gravitationswellen mit dem Physik-Nobelpreis gewürdigt. Nun zeichneten Forscher erneut ein spektakuläres Gravitationswellen-Signal auf: Zum ersten Mal konnten sie die Fusion von Neutronensternen beobachten.

Von Gabor Paal, SWR

Forscher haben erneut Gravitationswellen beobachtet - zum inzwischen fünften Mal seit 2015. Doch anders als die bisherigen geht die jüngste Gravitationswelle offenbar nicht auf die Kollision Schwarzer Löcher zurück, sondern auf die Verschmelzung zweier Neutronensterne. Die Beobachtung fand bereits am 17. August statt. Das verkündeten Forscher der Gravitationswellendetektoren LIGO, VIRGO sowie der National Science Foundation heute auf einer Pressekonferenz in Washington.

Die künstlerische Darstellung zeigt zwei Neutronensterne kurz vor ihrer Verschmelzung. | Bildquelle: M. Kornmesser
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Die künstlerische Darstellung zeigt zwei Neutronensterne kurz vor ihrer Verschmelzung.

Sternenkollision optisch beobachtet

Zum ersten Mal konnten die Folgen eines solchen Ereignisses mit zahlreichen Teleskopen beobachtet werden. "Es ist enorm aufregend, ein seltenes Ereignis zu erleben, das unser Verständnis der Funktionsweise des Universums verändert", sagte France Córdova, Direktorin der amerikanischen National Science Foundation (NSF).

Denn das Besondere ist diesmal: Die Kollision der beiden Neutronensterne ließ sich auch optisch beobachten - in Form elektromagnetischer Strahlen. Auf diese Weise ließ sich auch der Ursprung der Gravitationswellen lokalisieren. Das Ereignis fand 130 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt statt. Die Strahlung wurde entlang des gesamten elektromagnetischen Spektrums beobachtet.

Wissenschaftler beobachten Entstehung von Gravitationswellen
tagesschau 20:00 Uhr, 16.10.2017, Stefan Geier, BR

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Könnte Existenz schwerer Elemente erklären

Neutronensterne sind die Endstadien besonders schwerer Sterne, es sind extrem kleine und zugleich extrem schwere Himmelskörper. Ein würfelgroßes Stück Neutronenstern wiegt etwa eine Milliarde Tonnen. Denn die Atome haben sich in ihnen weitgehend aufgelöst, Elektronen und Protonen sind zu extrem dicht gepackten Neutronen verschmolzen.

Sollte die Interpretation der Daten stimmen, hätten die Astrophysiker nicht nur einen Beweis dafür, dass es solche Prozesse, also die Kollision von Neutronensternen, wirklich gibt. Sie hätten damit auch erstmals einen Prozess beobachtet, bei dem im Universum Elemente entstehen, die schwerer sind als Eisen.

Explosion zweier verschmelzender Neutronensterne | Bildquelle: M. Kornmesser
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Und diese Darstellung zeigt den Moment der Explosion bei der Verschmelzung der Neutronensterne. Dabei haben Forscher Gravitationswellen gemessen.

Leichtere Elemente enstehen durch Kernfusion

Leichtere Elemente lassen sich durch Kernfusion erklären: Im Inneren von Sternen wird beispielsweise Wasserstoff zu Helium und Helium wiederum zu Kohlenstoff "gebacken". In besonders großen Sternen kann auf diese Weise auch Eisen entstehen. Doch die Entstehung all der noch schwereren Elemente wie Cadmium, Silber, Gold oder Uran lässt sich auf diese Weise nicht erklären. Hier müssen andere Vorgänge eine Rolle spielen.

Die Kollision von Neutronensternen gehört dabei zu den Möglichkeiten, die Forscher schon länger im Visier hatten. Bei solchen Kollisionen würden noch vorhandene Atome freie Neutronen "einfangen", die Neutronen würden dann zu Elektronen und Protonen zerfallen, wodurch automatisch schwere Elemente entstehen.

Erst kürzlich war die Vergabe des Physik-Nobelpreises 2017 für die Messung von Gravitationswellen im Jahr 2015 verkündet worden.

Über dieses Thema berichtete die tagesschau am 16. Oktober 2017 um 17:00 Uhr.

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