Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Kosmisches Schwergewicht gibt Einstein Recht

26.04.2013
Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) und der Universität Bonn haben mit einem internationalen Team am extrem schweren Pulsar „PSR J0348+0432“ und seinem Begleiter mit Erfolg die Gültigkeit der Einstein’schen Theorie erprobt.

Durch die Abstrahlung von Gravitationswellen verliert das System kontinuierlich an Orbitalenergie. Die Forscher berechneten, dass das Duo in 400 Millionen Jahren miteinander verschmelzen und der Pulsar möglicherweise in einem Schwarzen Loch kollabieren wird. Die Ergebnisse werden in der aktuellen Ausgabe des renommierten Journals „Science“ veröffentlicht.


Künstlerische Darstellung des Pulsars PSR J0348+0432 (rechts) und links der Weiße Zwerg als Begleitstern. Der Pulsar ist sehr kompakt und führt zu einer starken Deformation der Raumzeit, verdeutlicht durch das Gitter.
(c) Grafik: ESO/L. Calçada

Pulsare sind schnell rotierende Neutronensterne, die wie ein Leuchtturm regelmäßig Radiosignalpulse aussenden. Einen besonders extremen Vertreter dieser Himmelsobjekte und seinen Begleiter haben nun Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Radioastronomie (MPIfR) Bonn und des Argelander-Instituts für Astronomie der Universität Bonn mit einem internationalen Team und einem ganzen Arsenal von Teleskopen genauer untersucht. „PSR J0348+0432“ ist ein Pulsar, der erst vor wenigen Jahren in einem Doppelsternsystem mit einem Weißen Zwerg entdeckt wurde. Der Pulsar vollführt seine Umlaufbahn rasend schnell in nur 2,5 Stunden. Die Gravitation auf seiner Oberfläche ist mehr als 300 Milliarden Mal stärker als auf der Erde. Im Zentrum des Pulsars findet man mehr als eine Milliarde Tonnen Materie auf das Volumen eines Zuckerwürfels zusammengepresst.

Der schwerste bekannte Pulsar

„Schon bei einer ersten schnellen Analyse der Daten war mir klar, dass wir uns einen ganz schönen Brocken eingefangen hatten“, sagt John Antoniadis, Doktorand am MPIfR und Erstautor der Veröffentlichung. „Mit der doppelten Masse der Sonne ist das der schwerste bis jetzt bekannte Pulsar.“ Für die Astronomen sind die extremen physikalischen Bedingungen von „PSR J0348+0432“ ein ideales Laboratorium - sie lassen sich unmöglich auf der Erde nachbilden. „Für diesen Pulsar mussten wir unsere Sternentwicklungsmodelle bis an die Grenze strapazieren“, sagt Dr. Thomas Tauris von der Arbeitsgruppe „Stellarphysik“ am Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn, der die Entwicklung solcher Doppelsternsysteme erforscht.

Der Pulsar hat seinen Kompagnon aufgefressen

Die Ergebnisse ermöglichen neue Einblicke in die Evolution von Doppelsternsystemen. Für das Forscherteam um Prof. Dr. Norbert Langer und Dr. Tauris vom Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn war es eine interessante Herausforderung, die einzigartige Kombination von Eigenschaften des Systems in den Modellen abzubilden: kurze Umlaufperiode, große Masse, relativ langsame Eigenrotation und starkes Pulsar-Magnetfeld. Die Wissenschaftler entwickelten Modelle, wie sich das Doppelsternsystem gebildet und weiterentwickelt hat. „Dieses setzt einen Massentransfer voraus, bei dem der Pulsar seinen Kompagnon auffrisst“, berichtet Dr. Tauris. Das Ergebnis dieses kosmischen „Recyclings“ ist ein schnell rotierender, massiver Neutronenstern und ein Weißer Zwerg als Überbleibsel des früheren Begleitsterns.

Einsteins Theorie hat auch diesen Test bestanden

Der Pulsar und der weiße Zwerg befinden sich in einer Distanz von nur 830.000 Kilometer zueinander – das ist nur etwas mehr als ein Sonnenradius. Dadurch strahlt das System Gravitationswellen ab, die zu einer weiteren Verringerung des Abstands von etwa 1,4 Millimeter pro Tag führen - exakt wie es von der Einstein’schen Relativitätstheorie vorhergesagt wird. „Wenn man den großen Aufwand berücksichtigt, der in die Ableitung der Gleichungen gesteckt worden ist, dann ist es eine sehr gute Nachricht für unsere Kollegen aus der Gravitationswellen-Astronomie, dass Einsteins Theorie auch diesen Test bestanden hat“, sagt MPIfR-Direktor Prof. Dr. Michael Kramer.

Der Pulsar und sein Begleiter verschmelzen in 400 Millionen Jahren

Durch die Abstrahlung von Gravitationswellen verliert das System kontinuierlich an Orbitalenergie, wodurch sich die zwei Sterne einander immer näher kommen. „Wir haben berechnet, dass die beiden Sterne in 400 Millionen Jahren miteinander verschmelzen“, erläutert Dr. Tauris. Dadurch wird der Pulsar noch mehr Materie von seinem Begleiter aufsaugen, und der Pulsar wird möglicherweise in einem Schwarzen Loch kollabieren.

Publikation: A massive pulsar in a compact relativistic binary, Science, DOI: 10.1126/science.1233232

Kontakt:

Dr. Thomas Tauris
Argelander-Institut für Astronomie der Universität Bonn
und Max-Planck-Institut für Radioastronomie Bonn
Tel. 0228/733660
E-Mail: tauris@astro.uni-bonn.de

Johannes Seiler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-bonn.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik
20.07.2018 | Technische Universität Berlin

nachricht Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT
18.07.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Future electronic components to be printed like newspapers

A new manufacturing technique uses a process similar to newspaper printing to form smoother and more flexible metals for making ultrafast electronic devices.

The low-cost process, developed by Purdue University researchers, combines tools already used in industry for manufacturing metals on a large scale, but uses...

Im Focus: Rostocker Forscher entwickeln autonom fahrende Kräne

Industriepartner kommen aus sechs Ländern

Autonom fahrende, intelligente Kräne und Hebezeuge – dieser Ingenieurs-Traum könnte in den nächsten drei Jahren zur Wirklichkeit werden. Forscher aus dem...

Im Focus: Superscharfe Bilder von der neuen Adaptiven Optik des VLT

Das Very Large Telescope (VLT) der ESO hat das erste Licht mit einem neuen Modus Adaptiver Optik erreicht, die als Lasertomografie bezeichnet wird – und hat in diesem Rahmen bemerkenswert scharfe Testbilder vom Planeten Neptun, von Sternhaufen und anderen Objekten aufgenommen. Das bahnbrechende MUSE-Instrument kann ab sofort im sogenannten Narrow-Field-Modus mit dem adaptiven Optikmodul GALACSI diese neue Technik nutzen, um Turbulenzen in verschiedenen Höhen in der Erdatmosphäre zu korrigieren. Damit ist jetzt möglich, Bilder vom Erdboden im sichtbaren Licht aufzunehmen, die schärfer sind als die des NASA/ESA Hubble-Weltraumteleskops. Die Kombination aus exquisiter Bildschärfe und den spektroskopischen Fähigkeiten von MUSE wird es den Astronomen ermöglichen, die Eigenschaften astronomischer Objekte viel detaillierter als bisher zu untersuchen.

Das MUSE-Instrument (kurz für Multi Unit Spectroscopic Explorer) am Very Large Telescope (VLT) der ESO arbeitet mit einer adaptiven Optikeinheit namens GALACSI. Dabei kommt auch die Laser Guide Stars Facility, kurz ...

Im Focus: Diamant – ein unverzichtbarer Werkstoff der Fusionstechnologie

Forscher am KIT entwickeln Fenstereinheiten mit Diamantscheiben für Fusionsreaktoren – Neue Scheibe mit Rekorddurchmesser von 180 Millimetern

Klimafreundliche und fast unbegrenzte Energie aus dem Fusionskraftwerk – für dieses Ziel kooperieren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler weltweit. Bislang...

Im Focus: Wiener Forscher finden vollkommen neues Konzept zur Messung von Quantenverschränkung

Quantenphysiker/innen der ÖAW entwickelten eine neuartige Methode für den Nachweis von hochdimensional verschränkten Quantensystemen. Diese ermöglicht mehr Effizienz, Sicherheit und eine weitaus geringere Fehleranfälligkeit gegenüber bisher gängigen Mess-Methoden, wie die Forscher/innen nun im Fachmagazin „Nature Physics“ berichten.

Die Vision einer vollständig abhörsicheren Übertragung von Information rückt dank der Verschränkung von Quantenteilchen immer mehr in Reichweite. Wird eine...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Stadtklima verbessern, Energiemix optimieren, sauberes Trinkwasser bereitstellen

19.07.2018 | Veranstaltungen

Innovation – the name of the game

18.07.2018 | Veranstaltungen

Wie geht es unserer Ostsee? Ein aktueller Zustandsbericht

17.07.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neue Anwendungen für Mikrolaser in der Quanten-Nanophotonik

20.07.2018 | Physik Astronomie

Need for speed: Warum Malaria-Parasiten schneller sind als die menschlichen Abwehrzellen

20.07.2018 | Biowissenschaften Chemie

Die Gene sind nicht schuld

20.07.2018 | Medizin Gesundheit

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics