Gravitationswellen zeigen eine Kilonova an

Jedes Großereignis im All, das mit massereichen Objekten wie Neutronensternen oder gar Schwarzen Löchern zu tun hat, können wir inzwischen nicht nur über seine elektromagnetische Strahlung, sondern auch als Gravitationswellen detektieren.

Hell wie tausend Novae

So etwas ist jetzt zwei Jahre nach dem ersten Nachweis der Gravitationswellen vor 2 Jahren, für den es ja auch den Nobelpreis gab, wieder bei dem Ereignis namens GW170817, einer Verschmelzung zweier Neutronensterne, gelungen.

Rechts sehen Sie die weit entfernte Galaxie NGC 4993 (zum vergrößern anklicken), in der die Verschmelzung der beiden Neutronensterne passiert ist – 1000 mal heller als eine normale Nova, deshalb auch die Bezeichnung „Kilonova“. Diese Sterneninsel ist satte 130 Millionen Lichtjahre von unserer Galaxie „Milchstraße“ entfernt.

Es passierte schon vor 130 Millionen Jahren

Was auch gleich klar macht, dass wir das Ereignis zwar jetzt wahrgenommen haben, aber elektromagnetische und Gravitationswellen schon 130 Millionen Jahre unterwegs waren, bis sie jetzt die Erde erreichten – denn nichts ist schneller im Universum als das Licht. Als die beiden Neutronensterne verschmolzen, hatten die Dinosaurier auf der Erde noch 70 Millionen Jahre Zeit bis zu ihrer Ausrottung durch ein anderes kosmisches Ereignis.

Eigentlich haben Neutronensterne schon einen Schock hinter sich, denn sie sind ja nur die Reste von Supernovae, also von Explosionen großer und massereicher Sterne, die ihren Brennstoff verbraucht haben und ihre äußere Schale abstoßen, wobei dann ja auch die schwereren Elemente ab Eisen „ausgebrütet“ werden.

Während sich die Hauptmasse des explodierten Sterns langsam als Nebel ausbreitet, bleibt die extrem verdichtete Restmasse der Kerne dieser Sonnen als nur 10 bis 20 km durchmessende Neutronensterne, Pulsare oder Magnetare übrig.

Das Bild links zeigt den Pulsar „Vela“ von 1968. Wegen ihrer hohen Masse rotieren Neutronensterne extrem schnell (0,01-8 Sekunden pro Umdrehung). Liegt die Rotationsachse dafür günstig, kann seine Synchrotron-Strahlung einmal pro Umdrehung die Erde erreichen und so im Radiofrequenzbereich pulsieren – daher die Bezeichnung.

Die Gravitationswellen aus der entfernten Galaxis NGC 4993 wurden mit den Detektoren LIGO (USA) und Virgo (Italien) am 17. August 2017 gemessen. Durch die Daten der beiden Gravitationswellen-Detektoren ließ sich die Quelle soweit eingrenzen, dass unsere Teleskope das Ereignis im elektromagnetischen Bereich mit Bildern bestätigen konnten.