Doppelter Pulsar bestätigt Einsteins Relativitätstheorie

Weiterer erfolgreicher Test der allgemeinen Relativitätstheorie durch Messung der Präzession eines Pulsarpaares

Doppel-Pulsar PSR JO737-3039A/B
Doppel-Pulsar PSR JO737-3039A/B

Montreal (Kanada) - Die allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein hat einen weiteren Test bestanden. Beobachtungen des Doppel-Pulsars PSR J0737-3039 zeigen, dass die Rotationsachse eines der beiden Neutronensterne taumelt. Die "relativistische Präzession" beträgt 4,77 Grad und stimmt damit mit den Vorhersagen der Theorie überein, berichtet ein internationales Forscherteam im Fachblatt "Science".

"Von 1700 bekannten Pulsaren ist dies der einzige Fall, in dem sich zwei Pulsare gegenseitig umkreisen", erklärt Rene Breton von der McGill University in der kanadischen Stadt Montreal, einer der beteiligten Forscher. Pulsare sind Neutronensterne, ultradichte Sternenleichen, die bei einem Durchmesser von rund 20 Kilometern die Masse einer Sonne enthalten. Sie senden stark gebündelte Radiostrahlen aus, die durch die schnelle Rotation der Neutronensterne wie die Strahlen eines Leuchtturms durch das All schwenken. Wird die Erde von diesen Strahlen getroffen, so registrieren die Astronomen mit ihren Antennen regelmäßige Radiopulse. Die beiden Pulsare von PSR J0737-3039 besitzen Perioden von 22 Millisekunden und 2,7 Sekunden und umkreisen einander alle 2,4 Stunden etwa im doppelten Abstand Erde-Mond.

Zu einem besonderen Glücksfall für die Forscher wird der Doppel-Pulsar, weil seine Bahnebene genau in der Sichtlinie der irdischen Beobachter liegt. Dadurch ziehen die beiden Pulsare von der Erde aus gesehen regelmäßig voreinander vorüber - und diese Vorübergänge erlauben eine besonders genaue Vermessung der Geometrie des Doppelsystems und damit eine Überprüfung der Relativitätstheorie. Diese Theorie sagt voraus, dass es in einem engen Doppelsystem aus zwei massereichen Objekten zu einem Taumeln der Rotationsachsen kommt.

"Das ist ein völlig anderer Effekt als die Präzession durch die Gezeitenwirkung, wie wir sie von der Erde her kennen", betont Breton. Die Polachse der Erde taumelt in einem 26.000-Jahreszyklus, weil die Erde nicht exakt kugelförmig ist. "Die Periode der relativistischen Präzession beträgt bei der Erde etwa 67 Millionen Jahre. Dieser Effekt ist also bei unserem Planeten vernachlässigbar." Beim Doppel-Pulsar sei es umgekehrt: Dort dominiert die relativistische Präzession und die Gezeiten-Präzession ist vernachlässigbar, so der Forscher.