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GRAVITATIONSWELLEN
Fermi registrierte Strahlungsausbruch
von Stefan Deiters
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19. April 2016

Im September des vergangenen Jahres gelang mit den beiden LIGO-Detektoren der erste direkte Nachweis von Gravitationswellen. Praktisch zur gleichen Zeit registrierte der Satellit Fermi einen kurzen Strahlungsausbruch aus der vermuteten Ursprungsregion der Gravitationswellen. Ist das nun Zufall oder gibt es vielleicht eine Verbindung zwischen den Beobachtungen?

Fermi

Fermi registrierte einen kurzen Strahlungsausbruch aus dem Bereich (gelb), in dem die beiden Schwarzen Löcher vermutet werden, bei deren Verschmelzung die im September beobachteten Gravitationswellen entstanden. Bild: NASA Goddard Space Flight Center [Großansicht]

Die im Februar verbreitete Nachricht über die erste direkte Beobachtung von Gravitationswellen mithilfe der beiden LIGO-Detektoren in den USA dürfte die Wissenschaftsmeldung des Jahres, wenn nicht gar des Jahrzehnts sein. Erstmals war es Wissenschaftlern gelungen, jene von Albert Einstein vorhergesagten Wellen direkt nachzuweisen.

Die im Februar verkündete Beobachtung fand bereits im September 2015 statt: 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.

Jetzt gab das Team des NASA-Weltraumteleskops Fermi bekannt, dass dessen Gamma-ray Burst Monitor weniger als eine halbe Sekunde später einen kurzen und relativ schwachen Ausbruch im hochenergetischen Röntgenbereich registriert hat, der aus genau der Himmelsregion stammte, in der man auch die beiden verschmolzenen Schwarzen Löcher vermutet. Eine Analyse des Signals ergab, so die beteiligten Wissenschaftler, eine nur 0,2-prozentige Wahrscheinlichkeit, dass es sich dabei lediglich um zwei voneinander unabhängige Ereignisse, also um einen großen Zufall handelt.

Interessant ist die Beobachtung auch, weil die Astronomen eigentlich nicht mit einem solchen Signal von der Verschmelzung gerechnet hatten. "Das ist schon eine faszinierende Entdeckung mit einer geringen Wahrscheinlichkeit eines falschen Alarms", urteilt Valerie Connaughton vom National Space, Science and Technology Center in Huntsville im US-Bundesstaat Alabama, die zum Team des Gamma-ray Burst Monitor gehört. "Bevor wir aber anfangen können, die Lehrbücher umzuschreiben, müssen wir noch weitere Gammastrahlenblitze beobachten, die mit Gravitationswellen von der Verschmelzung Schwarzer Löcher in Verbindung stehen."

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Eine Beobachtung von elektromagnetischen Wellen in Zusammengang mit einer Quelle von Gravitationswellen könnte den Wissenschaftlern ein besseres Verständnis der genauen Vorgänge bei solchen dramatischen Ereignissen, wie etwa der Verschmelzung von zwei Schwarzen Löchern, liefern.

Mit seinem Gamma-ray Burst Monitor kann das Gammastrahlen-Weltraumteleskop Fermi aus seinem Orbit den gesamten Himmel überwachen, der nicht gerade durch die Erde verdeckt ist. Fermi soll so eigentlich Gammastrahlenblitze, sogenannte Gamma-ray Bursts, aufspüren. Auch sie dürften, zumindest teilweise, durch die Kollision und Verschmelzung von Neutronensternen oder Schwarzen Löchern entstehen.

Das Gravitationswellenereignis von September soll, so die Theorie der Wissenschaftler, durch zwei vergleichsweise massereiche Schwarze Löcher ausgelöst worden sein, die miteinander verschmolzen sind. Dabei, so die bisherige Meinung, dürften eigentlich keine Röntgen- oder Gammastrahlen ausgesandt werden, da für deren Entstehung Gas benötigt wird, was in solchen Systemen längst nicht mehr vorhanden sein sollte.

Daher halten es manche Astronomen auch für unwahrscheinlich, dass das mit Fermi beobachtete Signal etwas mit dem Gravitationswellenereignis zu tun hat. Andere entwickelten hingegen Szenarien, in denen solche Verschmelzungen eben doch zu einem kurzen beobachtbaren Aufblitzen führen könnten. Welche Ansicht nun korrekt ist, wird sich erst entscheiden lassen, wenn weitere Ereignisse dieser Art beobachtet worden sind.

Über ihre Beobachtungen mit Fermi berichten die Astronomen in einem Fachartikel, der bei der Zeitschrift The Astrophysical Journal zur Veröffentlichung eingereicht wurde.

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Fermi registrierte Strahlungsausbruch kurz nach Gravitationswellen-Ereignis. Diskutieren Sie mit anderen Lesern im astronews.com Forum.
siehe auch
Gravitationswellen: Erfolglose Suche nach sichtbarem Signal - 24. Februar 2016
LIGO: Erste direkte Beobachtung von Gravitationswellen - 11. Februar 2016
Links im WWW
Preprint des Fachartikels bei arXiv.org
Fermi, Webseite der NASA
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