Der Weltraum bebt Gravitationswellen: Schwarzer Löcher fressen sich

Zum ersten Mal haben Forscher Gravitationswellen von der Verschmelzung eines großen und eines kleinen Schwarzen Lochs gemessen. Die Harmonie der Wellen war höher, wie bei Obertönen in der Musik, schreiben die Forscher.

Comozergrafik, die zwei schwarze Kreise zeigt. Binäre Verschmelzung Schwarzer Löcher, bei der die beiden Schwarzen Löcher deutlich unterschiedliche Massen haben, die etwa das 8- bis 30-fache der Masse unserer Sonne betragen
Binäre Verschmelzung Schwarzer Löcher, bei der die beiden Schwarzen Löcher deutlich unterschiedliche Massen haben, die etwa das 8- bis 30-fache der Masse unserer Sonne betragen Bildrechte: N. Fischer, H. Pfeiffer, A. Buonanno (Max Planck Institute for Gravitational Physics), Simulating eXtreme Spacetimes project

Die erste Gravitationswelle im Jahr 2017 war noch eine große Sensation: Einstein hatte die Wellen zwar vorhergesagt. Ingenieure brauchten aber 100 weitere Jahre, bevor ihre Instrumente sensibel genug waren, um die Wellen zu messen. Seit der Premiere vor zweieinhalb Jahren vergeht allerdings kaum eine Woche, in der nicht eine neue Gravitationswelle gemessen wird.

Nun haben Wissenschaftler unter den vielen Funden aber möglicherweise einen besonderen entdeckt: Eine Gravitationswelle von der Verschmelzung zweier sehr unterschiedlicher schwarzer Löcher. Das Ereignis trägt die Registriernummer GW190412. Und die Forscher sind sich sicher, dass hier ein kleines Schwarzes Loch mit einer 8-fachen Masse der Sonne und ein großes mit einer 30-fachen Sonnenmasse miteinander verschmolzen sind.

Registriert wurde GW190412 bereits im April 2019. Das war zu Beginn der dritten gemeinsamen Beobachtungskampagne der drei großen Gravitationswellen-Detektoren. Dazu gehören die beiden Ligo-Observatorien in den USA und Virgo in Europa. Bei GW190412 brumme die Gravitation in einer höheren Harmonie, als bei anderen Verschmelzungen, schreiben die Forscher. Die Beobachtung erlaube einerseits eine präzise Bestimmung, wie das Doppel-Schwarzes-Loch-System ausgesehen hat, andererseits eine Überprüfung von Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie, deren Voraussagen hier einmal mehr nachgewiesen werden konnten. Außergewöhnlich sei der große Unterschied, zwischen den beiden Löchern, schreiben die Forscher.

"Dieser große Massenunterschied bedeutet, dass wir mehrere Eigenschaften des Systems genauer messen können: seine Entfernung zu uns, den Winkel, in dem wir es betrachten, und wie schnell sich das schwere Schwarze Loch um seine Achse dreht", sagt Roberto Cotesta, Doktorand am Albert-Einstein-Institut in Potsdam.

Demnach fand die Fusion in 1,9 bis 2,9 Milliarden Lichtjahren statt. Insgesamt wurden während der dritten Beobachtungskampagne bis März 2020 56 mögliche Gravitationswellen-Ereignisse gemessen. Die Daten von 54 davon warten noch darauf, ausgewertet zu werden.

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