In “nur” 85 Millionen Jahren wird in unserer Milchstraße ein Neutronensternpaar seinen Todestanz beenden und miteinander verschmelzen. Bisher ging man davon aus, dass solch eine Verschmelzung in unserer Galaxie nur einmal in einer Milliarde Jahren vorkommt. Aufgrund ihrer Entdeckung schätzen Nicolo D’Amico vom Astronomischen Observatorium in Cagliari und seine Kollegen, dass Gravitationswellen mit dem “Todeszirpen” solcher Doppelsternpaare – auch aus anderen Galaxien – die Erde alle ein bis zwei Jahre erreichen. Die Astronomen stellen ihre Ergebnisse im Fachmagazin Nature (Bd. 426, S. 531) vor.
Die beiden Neutronensterne umkreisen sich derzeit in 2,4 Stunden. In 85 Millionen Jahren, etwa eine Minute vor ihrer Kollision, wird die Umkreisungsfrequenz auf 30mal pro Sekunde angestiegen sein. Innerhalb der letzten Minute wächst die Frequenz weiter rapide an ? bis auf etwa tausendmal pro Sekunde.
Dabei werden die etwas mehr als sonnenschweren Sterne, die aber nur einen Durchmesser von etwa 20 Kilometern haben, ein “Todeszirpen” in Form von Gravitationswellen mit der gleichen Frequenz abstrahlen. Gravitationswellen sind Verzerrungen der Raumzeit, die von beschleunigten schweren Massen abgestrahlt werden. Albert Einstein hat ihre Existenz in seiner Allgemeinen Relativitätstheorie vorausgesagt.
Bis jetzt kannte man erst fünf solcher sich umkreisender Neutronensternpaare. Die bisherigen Rekordhalter mit der kürzesten Umkreisungsfrequenz waren 1974 von Joseph Taylor und Russell Hulse entdeckt worden. Die beiden erhielten dafür im Jahr 1993 den Nobelpreis für Physik. Das von Taylor und Hulse entdeckte Sternenpaar braucht für eine gegenseitige Umkreisung etwa sieben Stunden und wird erst in 320 Millionen Jahren miteinander kollidieren. Zwei der fünf Paare werden nicht innerhalb der nächsten 15 Milliarden Jahre zusammenstoßen.
Aufgrund der Daten der bisher bekannten fünf Neutronensternpaare schätzte man, dass ein Todeszirpen solcher Paare alle zehn bis zwanzig Jahre die Erde erreichen sollte und hier von Gravitationswellendetektoren entdeckt werden kann. D’Amico und seine Kollegen korrigieren die mögliche Entdeckungsrate jetzt auf ein Ereignis alle ein bis zwei Jahre.
Die Effekte, die Gravitationswellen ausüben, sind winzig. Zwei Neutronensterne mit jeweils der Masse der Sonne, die 100 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt kollidieren, würden auf der Erde eine Raumzeitverzerrung verursachen, die die Ozeane gerade mal um eine Strecke von etwa 100 Billionstel Millimeter (10 hoch minus 10 mm) verschieben würde.
Derzeit befinden sich weltweit mehrere Gravitationswellenobservatorien in Betrieb beziehungsweise in Vorbereitung: Geo 600 in der Nähe von Hannover, Ligo in Kalifornien, Virgo in der Nähe von Pisa, TAMA in der Nähe von Tokyo und das Nasa-Esa-Gemeinschaftsprojekt Lisa, das aus drei Raumsonden bestehen wird, die in einem Dreieck mit Seitenabständen von fünf Millionen Kilometern im All positioniert werden sollen.
Axel Tillemans
