Forscher der Uni Bonn sagen Gravitationswellen vorher

Wie aus Doppelsternen Paare von Schwarzen Löchern werden

Mit ersten direkten Hinweisen auf Gravitationswellen sorgten am 11.02. Wissenschaftler in den USA für Aufsehen. Albert Einstein hat die Wellen vor 100 Jahren vorhergesagt, ein direkter Nachweis war bisher aber nicht gelungen.

Astronomen der Universitäten Bonn und Oxford haben mittels einer neuen Theorie die überraschend hohen Massen von den gerade durch das Gravitationswellen-Experiment gemessenen Schwarzen Löchern vorausberechnet. Sie stellen ihre Ergebnisse in der Zeitschrift „Astronomy and Astrophysics“ vor.

Pablo Marchant von der Universität Bonn sowie Kollegen aus Bonn und Oxford haben mit einer neuen Theorie die Entstehung sehr massereicher Paare von Schwarzen Löchern berechnet, deren Verschmelzung starke Gravitationswellen verursacht. Ihre Kalkulationen wurden jetzt durch den ersten direkten Nachweis der Gravitationswellen des LIGO-Detektors bestätigt.

„Durch diese Messungen sind unsere Berechnungen viel schneller bestätigt worden, als wir uns das vorstellen konnten“, sagt Prof. Dr. Norbert Langer, Gruppenleiter am Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn. Und sein Oxforder Kollege Prof. Dr. Philipp Podsiadlowski ergänzt: „Das ist eine herausragende Messung und eine wunderbare Bestätigung unserer Theorie.“

Einstein sagte die Gravitationswellen vor 100 Jahren voraus
Die Existenz von Gravitationswellen war bereits von Albert Einstein in seiner allgemeinen Relativitätstheorie im Jahr 1916 vorhergesagt worden. Für den ersten indirekten Nachweis solcher Wellen durch die Analyse des ersten Doppel-Neutronensterns erhielten die amerikanischen Astronomen Russell Hulse und Joseph Hooton Taylor 1993 den Physik-Nobelpreis.

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Seit dieser Zeit versuchen Astronomen durch Berechnungen der Entwicklung von Doppelsternen Szenarien zu finden, bei denen die Sternreste als Schwarze Löcher miteinander verschmelzen und dabei Gravitationswellen aussenden. Allerdings prognostizierten bisherige Kalkulationen zumeist Objekte mit viel kleinerer Masse, sie konnten auch deren erwartete Anzahl nur sehr ungenau vorhersagen.

Der Durchbruch bei den Berechnungen wurde erzielt, als die Wissenschaftler in ihrer Theorie von einer viel schnelleren Rotation der Sterne ausgingen, die zu deren völliger Durchmischung führt. Mit diesem Szenario ist es möglich, sehr massereiche Systeme mit Schwarzen Löchern von 30 Sonnenmassen und mehr vorherzusagen.

Außerdem erlaubt diese Theorie auch, die Anzahl der Systeme, die solche Gravitationswellen aussenden, viel genauer zu berechnen. „Auch wenn Einzelheiten noch offen sind, scheinen die ersten LIGO-Messungen diese Vorhersagen zu bestätigen“, sagt Prof. Langer

Publikation:
A new route towards merging massive black holes, Fachjournal „Astronomy and Astrophysics“, http://www.aanda.org/component/article?access=doi&doi=10.1051/0004-6361/201628133

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