Gravitationswellen: Pulsare als Antennen

Schnell rotierende Sternenleichen sollen Astronomen bei der Suche nach Schwingungen der Raumzeit helfen

Gravitationswellen
Gravitationswellen

Denver (USA) - Die ganze Milchstraße als Detektor für Gravitationswellen: Amerikanische Astronomen wollen mithilfe von Pulsaren Schwingungen der Raumzeit nachweisen. Auf einer Fachtagung in Denver präsentierten die Forscher ihr Vorhaben, das auf exakten Messungen der Ankunftszeiten der von extrem schnell rotierenden Sternenleichen abgestrahlten Radiopulse basiert.

"Gegenwärtig kennen wir rund 20 Millisekunden-Pulsare, aber nur bei fünf davon sind ausreichend genaue Zeitmessungen möglich", erklärt Fredrick Jenet von der University of Texas in Brownsville. Man müsse jedoch 20 Pulsare über einen Zeitraum von fünf bis zehn Jahren beobachten, um Gravitationswellen nachzuweisen, schätzt der Wissenschaftler. Vorrangiges Ziel des Projekts "NanoGrav", an dem neben Jenet weitere Astronomen aus den USA und Kanada beteiligt sind, sei deshalb die Suche nach weiteren Millisekunden-Pulsaren.

Pulsare sind rotierende Neutronensterne - kompakte Überreste ausgebrannter Sterne - die an ihren magnetischen Polen Radiostrahlen aussenden. Durch die Rotation des Neutronensterns treffen die Strahlen ähnlich wie bei einem Leuchtturm regelmäßig auf die Erde. Millisekunden-Pulsare rotieren besonders schnell - einmal innerhalb von ein bis zehn tausendstel Sekunden - und eignen sich deshalb besonders gut für den Nachweis von Gravitationswellen.

Zieht eine Gravitationswelle zwischen der Erde und dem Pulsar vorüber, so verzerrt sie Raum und Zeit und ändert damit geringfügig die Ankunftszeit der Radiopulse auf der Erde. Das Verfahren eignet sich am besten für langwellige Gravitationswellen wie sie beispielsweise von Paaren supermassiver Schwarzer Löcher in den Zentren von Galaxien erzeugt werden. Gegenwärtig suchen Physiker vor allem mit kilometergroßen Laser-Interferometern auf der Erde nach Gravitationswellen.