Ein mysteriöses kosmisches Ereignis könnte unseren Planeten letzte Woche ein wenig gedehnt und gequetscht haben. Am 14. Januar entdeckten Astronomen einen Bruchteil von Gravitationswellen in Sekundenbruchteilen, Verzerrungen in der Raumzeit… aber die Forscher wissen nicht, woher dieser Ausbruch kam.
Das Gravitationswellensignal, das vom Laserinterferometer-Gravitationswellenobservatorium (LIGO) und dem Virgo-Interferometer aufgenommen wurde, dauerte nur 14 Millisekunden, und Astronomen konnten die Ursache des Bursts noch nicht genau bestimmen oder feststellen, ob es sich nur um einen Ausrutscher handelte die Detektoren.
Gravitationswellen können durch die Kollision von massiven Objekten wie zwei Schwarzen Löchern oder zwei Neutronensternen verursacht werden. Astronomen entdeckten solche Gravitationswellen nach einer Neutronensternkollision im Jahr 2017 und nach einer Kollision im April 2019 nach neuen Erkenntnissen, die auf dem Treffen der American Astronomical Society am 6. Januar vorgestellt wurden.
Gravitationswellen aus Kollisionen derart massereicher Objekte halten jedoch in der Regel länger an und manifestieren sich in den Daten als eine Reihe von Wellen, deren Frequenz sich im Laufe der Zeit ändert, wenn sich die beiden umlaufenden Objekte näher kommen, sagte Andy Howell, Mitarbeiter am Los Cumbres Observatory Global Telescope Network und zusätzliches Fakultätsmitglied für Physik an der University of California in Santa Barbara. Er war nicht Teil der LIGO-Forschung.
Dieses neue Signal war keine Reihe von Wellen, sondern ein Ausbruch, sagte Howell. Eine wahrscheinlichere Möglichkeit besteht darin, dass dieser kurzlebige Ausbruch von Gravitationswellen von einem vorübergehenden Ereignis herrührt, beispielsweise einer Supernova-Explosion, dem katastrophalen Ende des Lebens eines Sterns.
In der Tat haben einige Astronomen angenommen, dass dies ein Signal des Betelgeuse-Sterns gewesen sein könnte, der sich in letzter Zeit auf mysteriöse Weise verdunkelt hat und voraussichtlich eine Supernova-Explosion erleiden wird. Aber der Betelgeuse-Stern ist immer noch da, also ist es nicht dieses Szenario, sagte Howell. Es ist auch unwahrscheinlich, dass es sich um eine weitere Supernova handelt, da sie in unserer Galaxie nur etwa alle 100 Jahre vorkommt, fügte er hinzu.
Darüber hinaus scheint der Ausbruch "etwas zu kurz für das zu sein, was wir vom Zusammenbruch eines massiven Sterns erwarten", sagte er. "Andererseits haben wir noch nie einen Stern gesehen, der in Gravitationswellen explodierte, also wissen wir nicht wirklich, wie er aussehen würde." Außerdem entdeckten die Astronomen keine Neutrinos, winzige subatomare Teilchen, die keine Ladung tragen und von denen Supernovae bekanntermaßen freigesetzt werden.
Eine andere Möglichkeit ist, dass die Verschmelzung von zwei Schwarzen Löchern mittlerer Masse das Signal verursachte, sagte Howell. Das Zusammenführen von Neutronensternen erzeugt Wellen, die länger dauern (ungefähr 30 Sekunden) als dieses neue Signal, während das Zusammenführen von Schwarzen Löchern Bursts ähnlicher sein kann (die ungefähr ein paar Sekunden dauern). Zwischenfusionen von Schwarzen Löchern können jedoch auch eine Reihe von Wellen auslösen, deren Frequenz sich ändert.
LIGO stieß auf dieses Signal, als es gezielt nach solchen Bursts suchte. "Das heißt aber nicht, dass es sich um eine Fusion von Schwarzen Löchern mittlerer Masse handelt", sagte Howell gegenüber Live Science. "Wir wissen nicht, was sie gefunden haben", fügte er hinzu, zumal LIGO die genaue Struktur des Signals noch nicht veröffentlicht hat.
Es ist auch möglich, dass dieses Signal nur Rauschen in den Daten vom Detektor war, sagte Howell. Dieser Ausbruch von Gravitationswellen wurde jedoch von allen drei LIGO-Detektoren gefunden: einem im Bundesstaat Washington, einem in Louisiana und einem in Italien. Die Wahrscheinlichkeit, dass die LIGO-Detektoren dieses Signal zufällig finden (was bedeutet, dass es sich um einen Fehlalarm handelt), beträgt also alle 25,84 Jahre, was "uns einen Hinweis darauf gibt, dass dies ein ziemlich gutes Signal ist", sagte Howell.
Es könnte auch andere Erklärungen für diesen mysteriösen Ausbruch geben. Zum Beispiel könnte eine Supernova direkt in ein Schwarzes Loch zusammengebrochen sein, ohne Neutrinos zu produzieren, obwohl ein solches Vorkommen sehr spekulativ ist, sagte Howell. Astronomen richten jetzt ihre Teleskope auf diese Region, um zu versuchen, die Quelle der Wellen zu lokalisieren.
"Das Universum überrascht uns immer wieder", fügte er hinzu. "Es könnte völlig neue astronomische Ereignisse geben, die Gravitationswellen erzeugen, über die wir nicht wirklich nachgedacht haben."
Anmerkung des Herausgebers: Diese Geschichte wurde aktualisiert, um zu verdeutlichen, dass das Signal keine Reihe von Wellen, sondern ein Burst war.
