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GRAVITATIONSWELLEN
Erfolglose Suche nach sichtbarem Signal
von Stefan Deiters
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24. Februar 2016

Die erste Entdeckung von Gravitationswellen dürfte die Wissenschaftsmeldung des Jahres sein. Unmittelbar nachdem man das Signal im September entdeckt hatte, begannen Astronomen mit dem Blanco-Teleskop in Chile mit einer umfassenden Suche nach einem optischen Signal des Ereignisses, das für die Aussendung der Gravitationswellen verantwortlich war.

Blanco-Teleskop

Mit dem Blanco-Teleskop in Chile versuchten Astronomen ein optisches Signal des Ereignisse zu entdecken, das für die im September beobachteten Gravitationswellen verantwortlich war. Foto: Fermilab   [Großansicht]

Es war die Nachricht, auf die Wissenschaftler auf der ganzen Welt seit Jahren gewartet hatten: Mithilfe der beiden LIGO-Detektoren in den USA waren erstmals Gravitationswellen entdeckt worden, also jene von Albert Einstein vorhergesagten Wellen, an deren Existenz man zwar fest glaubte, die bislang aber nicht wirklich nachzuweisen gewesen waren - zumindest nicht direkt.

Im September 2015 sollten die jahrelangen Bemühungen von Wissenschaftlerteams auf der ganzen Welt endlich belohnt werden: Mit nur kurzer zeitlicher Verzögerung wurde ein identisches Signal an den beiden Detektoren des gerade modernisierten LIGO-Observatoriums beobachtet (astronews.com berichtete), das fast exakt dem Signal entsprach, das man für die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher vorausberechnet hatte. Die Bekanntgabe dieser Entdeckung vor rund zwei Wochen dürfte die Wissenschaftsmeldung des Jahres, wenn nicht sogar des Jahrzehnts sein und die beteiligten Forscher zu heißen Anwärtern für einen der nächsten Physik-Nobelpreise machen.

Die Ereignisse, die für die Aussendung von Gravitationswellen der beobachteten Stärke verantwortlich sind, gehören mit zu den energiereichsten Phänomenen, die sich überhaupt im Universum beobachten lassen: die Kollision und Verschmelzung von Neutronensternen oder von Schwarzen Löchern. Diese Ereignisse aber sollten auch im sichtbaren Bereich des Lichts zu sehen sein, so dass sich bereits kurz nach dem ersten Hinweis auf die Gravitationswellen ein Team von Astronomen auf die Suche nach einem optischen Signal machte, das zu den beobachteten Gravitationswellen passte.

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"Unser Team hat mit Spannung auf die erste Entdeckung von Gravitationswellen gewartet, damit wir die Dark Energy Camera schnell auf die entsprechende Region richten können, um zu sehen, ob von dem Ereignis auch etwas im sichtbaren Bereich des Lichts zu sehen ist", erläutert Edo Berger vom Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, der das Team leitete. Die Astronomen nutzten das 4-Meter-Blanco-Teleskop, das Teil des Cerro Tololo Inter-American Observatory in Chile ist.

Dem Team um Berger gelang es innerhalb nur eines Tages nach dem ersten Hinweis auf eine mögliche Gravitationswellenentdeckung im September mit der Suche nach einem Signal im sichtbaren Bereich des Lichts zu beginnen. "Die Planung und Durchführung dieser Beobachtungen hatte sofort höchste Priorität" erinnert sich Marcelle Soares-Santos vom Fermilab, ein Mitglied des Teams. "Es war schon sehr hektisch, aber auch sehr aufregend, Nachbeobachtungen zu einem so wichtigen wissenschaftlichen Ereignis zu machen."

Leicht war dies allerdings nicht: Die Messungen der LIGO-Detektoren lieferten nur sehr ungenaue Hinweise darauf, wo sich die Verschmelzung zweier Schwarzer Löcher am Himmel abgespielt hatte: Die Astronomen mussten einen Bereich von etwa 700 Quadratgrad absuchen - das entspricht etwa der 2.800-fachen Größe des Vollmonds am Himmel.

Über drei Wochen suchte das Team die infrage kommende Region mehrfach ab und fahndete dabei nach auffälligen Ausbrüchen im sichtbaren Bereich des Lichts - sie entdeckten allerdings nichts. Auch diese Nicht-Entdeckung, so das Team, lieferte ihnen aber wichtige Hinweise für ihr Vorgehen, sobald das nächste Gravitationswellen-Signal detektiert wird. "Dieser erste Versuch, etwas im sichtbaren Bereich des Lichts zu entdecken, was mit der Aussendung von Gravitationswellen zu tun hat, war eine große Herausforderung", so Berger. "Er bereitet den Weg für ein ganz neues Feld der Astrophysik."

Das Team hofft nun auf die nächste Entdeckung eines Signals von Gravitationswellen. Über ihre erste, diesmal erfolglose Suche berichten die Astronomen in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift The Astrophysical Journal Letters erscheinen wird.

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Erfolglose Suche nach einem sichtbarem Signal des Gravitationswellen-Ereignisses von September 2015. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
LIGO: Erste direkte Beobachtung von Gravitationswellen - 11. Februar 2016
Dunkle Energie: Intensive Suche nach Dunkler Energie - 30. November 2010
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
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