Astronomie: Hinweise auf Hintergrundrauschen von Gravitationswellen
Das Nanograv-Pulsarmessnetzwerk hat bei der Auswertung von Messdaten von Pulsaren über 15 Jahre Hinweise auf ein kosmisches Hintergrundrauschen von Gravitationswellen gefunden. Das geht aus einer Reihe veröffentlichter Studien hervor.(öffnet im neuen Fenster) Vermutet wird, dass die Wellen bei der Kollision supermassiver schwarzer Löcher mit einem Gewicht von Millionen Sonnenmassen entstanden, wie etwa das schwarze Loch im Zentrum der Galaxie M87.
Jahrelange Messkampagnen sind notwendig, um die Existenz des Hintergrundrauschens nachzuweisen. Denn anders als etwa bei den Messungen von Ligo, das nur die Gravitationswellen bei der Kollision von kleinen schwarzen Löchern und Neutronensternen mit wenigen Sonnenmassen misst, dauert der Durchzug der extrem langwelligen Gravitationswellen im Hintergrundrauschen nicht Minuten oder allenfalls Stunden, sondern mehrere Jahre.
Als echte wissenschaftliche Entdeckung kann das Hintergrundrauschen dennoch nicht gelten. Denn nach Auswertung der Daten liegt die Chance auf ein zufälliges Ergebnis zwar bei weniger als 1 zu 1000. Aber für eine anerkannte Entdeckung muss sie das viel strengere 5-Sigma-Kriterium erfüllen, was einer Chance von 1 zu 3,5 Millionen entspricht. Der Grund dafür sind immer wieder aufgetretene Fälle von Entdeckungen, die sich anschließend als Messfehler herausstellten.
Hinter den ersten Ergebnissen steckte Jupiter
Zur Messung der langwelligen Gravitationswellen wurden keine Laserinterferometer genutzt, sondern die Beobachtung von rotierenden Neutronensternen. Die Radiosignale dieser kompakten kosmischen Objekte pulsieren mit sehr konstanter Frequenz. Nach dem wissenschaftlichen Ansatz sollten sich Raumzeitverzerrungen durch Gravitationswellen je nach Position der Pulsare am Himmel durch Korrelationen, also systematische Abweichungen, der Zeitsignale bemerkbar machen.
Schon bei einer früheren Auswertung der Daten fand sich sofort ein starkes Signal von Verzerrungen mit einer Frequenz von rund 11 Jahren, das aber kurz danach auf die Gravitation des Jupiters zurückgeführt werden konnte, die nicht vollständig kompensiert wurde, weil die Position des Jupiters nicht auf 100 Meter genau bekannt war. Diesmal konnte das Problem jedoch durch genaue Positionsdaten der Jupitersonde Juno gelöst werden. Es ist aber möglich, dass noch andere systematische Fehler in der Auswertung stecken, die das gemessene Signal erklären könnten.
Sicherheit kann nur eine Fortsetzung der Messungen bringen. Mit mehr Daten könnte etwa die Polarisation der Gravitationswellen bestimmt werden oder mit viel Glück auch eine direkte Beobachtung der Kollision von zwei supermassiven schwarzen Löchern gelingen. Das Hintergrundrauschen, so die plausibelste Vermutung, ginge hingegen auf die schwächeren Wellen vor einem solchen Ereignis zurück. Sie entstehen, solange sich die schwarzen Löcher noch nahe beieinander gleichmäßig umkreisen.
Arecibo fehlt der Wissenschaft
Diskutiert werden auch exotischere Quellen der Gravitationswellen, die auf die Struktur des Universums bei der Entstehung oder Ausdehnung zurückgehen könnten. Als relativ wenig mit den Daten vereinbar gelten dabei kosmische Strings.
Die Verkündung einer neuen Entdeckung durch die Nasa(öffnet im neuen Fenster) und Spekulationen über Nobelpreiswürdigkeit(öffnet im neuen Fenster) sind wegen der noch immer unsicheren Datenlage in jedem Fall deutlich verfrüht. Ungünstig ist, dass einige wichtige Teile der Daten von dem jahrzehntelang vernachlässigten Arecibo-Radioteleskop erfasst wurden, das 2020 wegen überfälliger und gänzlich fehlender Wartungsarbeiten einstürzte. Das neue 500 Meter große chinesische Radioteleskop sollte das aber kompensieren können.
Eine Pressekonferenz zur Entdeckung(öffnet im neuen Fenster) ist um 19:00 mitteleuropäischer Zeit angesetzt.
- Anzeige Hier geht es zu Alles über Astronomie bei Amazon Wenn Sie auf diesen Link klicken und darüber einkaufen, erhält Golem eine kleine Provision. Dies ändert nichts am Preis der Artikel.