GAMMA-RAY-BURSTS
Keine Messung und doch ein Ergebnis
von Stefan Deiters
astronews.com
7. Januar 2008

Mit Hilfe großer Detektoranlagen versuchen Physiker auf der ganzen Welt die von Einstein postulierten Gravitationswellen zu messen. Bis heute ist den Forschern noch keine dieser Wellen ins Detektornetz gegangen. Trotzdem lieferten ihre Messungen jetzt ein überraschendes Ergebnis: Ein Gamma-Ray-Burst in der Andromeda-Galaxie hätte eigentlich von messbaren Gravitationswellen begleitet sein müssen. Gemessen wurde allerdings nichts.

Das LIGO-Interferometer in Hanford. Foto: LIGO Laboratory

Am 1. Februar 2007 haben eine ganze Reihe von Satelliten einen kurzen aber heftigen Ausbruch im Gammastrahlen-Bereich registriert, der aus Richtung der Andromeda-Galaxie M31 zu kommen schien, die etwa 2,5 Millionen Lichtjahre von der Erde entfernt ist. Die Astronomen glauben inzwischen, dass die meisten dieser kurzen sogenannten Gamma-Ray-Bursts entstehen, wenn zwei kompakte Objekte verschmelzen. Dies könnte beispielsweise in einem Doppelstern-System passieren, das aus zwei Neutronensternen oder Schwarzen Löchern besteht.

Aus der Richtung, aus der der Gamma-Ray-Bursts zu kommen schien, folgerten die Astronomen, dass die wahrscheinlichste Erklärung für den Ausbruch die Verschmelzung von zwei Neutronensternen oder Schwarzen Löchern in einem der Spiralarme unserer Nachbargalaxie ist.

Zum Zeitpunkt des Ausbruchs führte auch das LIGO-Projekt gerade wissenschaftliche Messungen durch. LIGO besteht aus mehreren Interferometern, mit deren Hilfe die Astronomen Gravitationswellen nachweisen wollen. Gravitationswellen wurden von Einstein in seiner Relativitätstheorie postuliert, konnten aber bislang nur indirekt nachgewiesen werden. Die LIGO-Interferometer bestehen aus L-förmig angeordneten Tunneln von zwei bzw. vier Kilometern Länge, in denen mit Hilfe von Laserstrahlen exakt die Länge zwischen dort installierten Spiegeln gemessen wird. Wird die Anlage von einer Gravitationswelle getroffen, müsste sich, so die Theorie, diese Länge ein wenig ändern.

Eine Kollision von zwei Neutronensternen oder zwei Schwarzen Löchern, wie sie als beste Erklärung für den Gamma-Ray-Burst vom 1. Februar 2007 gehandelt wurde, hätte Gravitationswellen erzeugen müssen, die für LIGO zu registrieren gewesen wären. Der Detektor entdeckte aber keine Gravitationswellen. Damit, so die Wissenschaftler, sei es unwahrscheinlich, dass sich der damalige Gamma-Ray-Burst durch ein Verschmelzungsszenario in der Andromeda-Galaxie erklären lässt.

Für die LIGO-Wissenschaftler ist das "Null-Ergebnis" alles andere als eine Enttäuschung: "Es ist das erste Mal, dass der Bereich der Gravitationswellen-Physik einen wichtigen Beitrag für das Studium der Gamma-Ray-Bursts leisten kann, indem nach Gamma-Ray-Bursts auf eine Weise gesucht wurde, die Teleskopen nicht zugänglich ist, die im elektromagnetischen Spektrum beobachten", unterstreicht David Reitze, Sprecher der LIGO-Kollaboration und Professor an der University of Florida. 

Die Wissenschaftler vermuten nun, dass der Gamma-Ray-Burst entweder auf eine andere, seltenere Form von Objekten, sogenannte Soft Gamma-Ray-Repeater, zurückzuführen ist, oder aber doch auf eine Kollision von zwei kompakten Objekten, die aber nicht in der Andromeda-Galaxie, sondern deutlich weiter entfernt stattfand. Soft Gamma-Ray-Repeater sind Objekte, die unregelmäßige Gammastrahlenausbrüche zeigen. Es handelt sich dabei vermutlich um Magnetare, also um Neutronensterne mit einem äußerst starken Magnetfeld.