Drei Milliarden Lichtjahre entfernt
Das dies der Fall ist, belegt jetzt der bereits dritte Nachweis solcher Raumzeit-Beben. Registriert wurde das Signal auch diesmal durch die beiden Detektoren der LIGO-Kollaboration in den USA. Die beiden 3.000 Kilometer voneinander entfernten Laser-Interferometer fingen am 4. Januar 2017 um 11:11:58 unserer Zeit fast gleichzeitig die charakteristischen Schwingungen der Gravitationswellen auf. Das GW170104 getaufte Signal hielt rund 920 Millisekunden an und durchlief dabei 29 Wellenzyklen, wie die LIGO-Forscher berichten. Aus den Merkmalen der Daten schließen die Wissenschaftler, dass die Quelle dieser Gravitationswellen rund drei Milliarden Lichtjahre von uns entfernt liegt. Dies ist gut doppelt so weit wie bei den ersten beiden Nachweisen – und damit bisheriger Entfernungsrekord. Möglich wurde die Entdeckung dieser entsprechend schwächeren neuen Signale unter anderem deshalb, weil Laser und Optiken der LIGO-Detektoren im letzten Jahr weiter optimiert wurden.
Wie schon bei den beiden vorherigen Nachweisen wurden auch diese Gravitationswellen von der Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher verursacht. Aus einem Schwarzen Loch mit 31 Sonnenmassen und einem mit 19 Sonnenmassen entstand ein neues Schwarzes Loch mit 49 Sonnenmassen, wie die Forscher berichten. Damit liegt es genau in der Lücke zwischen den beiden zuvor registrierten Ereignissen dieser Art. “Dies bestätigt erneut, dass es stellare Schwarze Löcher von mehr als 20 Sonnenmassen tatsächlich gibt”, sagt David Shoemaker, Sprecher der LIGO-Kollaboration. “Denn bevor LIGO die ersten Gravitationswellen detektierte, wussten wir gar nicht, dass es diese Klasse von Schwarzen Löchern gibt.”
Wie kam es zur Kollision?
Die Merkmale der neuen Gravitationswellen verraten auch Einiges darüber, wie es zu dieser kosmischen Kollision gekommen sein könnte. Denn aus dem Signal konnten die Forscher auch Informationen zur Rotation der beiden Schwarzen Löcher kurz vor ihrer Verschmelzung herauslesen. Demnach wich die Drehbewegung bei mindestens einem der Beiden von der des Gesamtsystems ab. “Die beiden Schwarzen Löcher könnten sogar in entgegengesetzte Richtungen rotiert haben”, sagt Susan Scott von der Australian National University in Canberra. Das aber erlaubt Rückschlüsse darüber, welche der beiden konkurrierenden Theorien zur Entstehung solcher Paare von Schwarzen Löchern zutreffen könnte.
Der einen Theorie nach könnten die Schwarzen Löcher bereits gemeinsam entstanden sein. Sie wurden gebildet, als die beiden stellaren Partner in einem Doppelsternsystem explodierten und so zwei einander umkreisende Schwarze Löcher schufen. In diesem Falle müssten beide Partner in die gleiche Richtung rotieren. Die zweite Theorie geht davon aus, dass solche Schwarzen Löcher auch unabhängig und in größerer Entfernung voneinander entstanden sein könnten. Erst später wurden sie dann im Gedränge eines Sternenhaufens enger zusammengeschoben. In diesem Falle könnte auch die Ausrichtung ihrer Rotationsachsen unterschiedlich sein – wie jetzt bei GW170104 erstmals nachgewiesen. “Wir haben jetzt zum ersten Mal einen Beleg dafür, dass die Schwarzen Löcher vielleicht nicht gleich ausgerichtet sind”, sagt Bangalore Sathyaprakash von der Pennsylvania State University. “Das gibt uns einen winzigen Hinweis darauf, dass solche gepaarten Schwarzen Löcher tatsächlich in dichten Sternenhaufen entstehen könnten.” Die Astronomen hoffen, diese Vermutung durch künftige weitere Nachweise solcher Ereignisse bestätigen zu können.
