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RELATIVITÄTSTHEORIE
Doppelter Pulsar bestätigt Einstein
von Rainer Kayser
4. Juli 2008

Der Doppelpulsar PSR J0737-3039 erweist sich als wahre Goldgrube für die Wissenschaft. Jetzt nutzte ein Forscherteam das seltene Paar für einen Test von Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie. Das beobachtete Taumeln der Rotationsachse eines der beiden Neutronensterne stimmt exakt mit den Vorhersagen von Einsteins Theorie überein.

Pulsar

Der Doppelpulsar PSR J0737-3039 ermöglichte jetzt einen Test von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie. Bild: Michael Kramer / University of Manchester

Die allgemeine Relativitätstheorie von Albert Einstein hat einen weiteren Test bestanden. Beobachtungen des Doppelpulsars PSR J0737-3039 zeigen, dass die Rotationsachse von einem 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 Pulsare 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.

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Zu einem besonderen Glücksfall für die Forscher wird der Doppelpulsar, 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 Doppelpulsar sei es umgekehrt: Dort dominiert die relativistische Präzession und die Gezeiten-Präzession ist vernachlässigbar, so der Forscher.

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siehe auch
XMM-Newton: Pulsare im Doppelpack - 24. Juni 2008
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