Die Verschmelzung von Neutronensternen beschleunigt Teilchen auf 99,97 % der Lichtgeschwindigkeit

Im August 2017 beobachteten Astrophysiker ein gewaltiges explosives Ereignis namens GW170817. Das war

der erste aufgezeichnete Gravitationswellenausbruch, der aus der Verschmelzung zweier Neutronensterne resultierte. Dabei wurde Energie freigesetzt, die mit der einer Supernova-Explosion vergleichbar ist.

Nur zwei Tage später errichteten Wissenschaftler einen kosmischenHubble-Teleskop zur Beobachtung der Folgen der Explosion. Die Neutronensterne kollabierten zu einem Schwarzen Loch, dessen starke Schwerkraft begann, Materie anzuziehen. Dieses Material bildete eine schnell rotierende Scheibe, die aus ihren Polen austretende Strahlen erzeugte. Diese Jets kollidierten mit der expandierenden Hülle aus explosiven Trümmern und fingen Materialpartikel ein.

Beobachtungen von verschmelzenden Sternen mit dem Hubble-Teleskop. Bild: Hubble-Weltraumteleskop, NASA und ESA, gemeinfrei, über Wikimedia Commons

Durch die Kombination verschiedener Beobachtungen gelang es den WissenschaftlernOrt der Explosion lokalisieren. Hubble-Messungen zeigten, dass sich der Jet scheinbar mit siebenfacher Lichtgeschwindigkeit bewegte. Radiobeobachtungen zeigen, dass der Jet nach einiger Zeit auf eine scheinbare Geschwindigkeit von vierfacher Lichtgeschwindigkeit abgebremst wurde.

Tatsächlich kann nichts die Geschwindigkeit überschreitenLicht, sagen Wissenschaftler. "Superluminal"-Bewegung ist eine visuelle Illusion, die mit den Besonderheiten der Beobachtung verbunden ist. Da sich der Jet fast mit Lichtgeschwindigkeit der Erde nähert, muss das Licht, das er später aussendet, eine kürzere Strecke zurücklegen. Das erinnert an die Situation, in der Teilchen des Jet-Materials ihr eigenes Licht (Photonen) einholen und dabei gleichzeitig neues aussenden.

Allerdings wird die tatsächliche Geschwindigkeit des Jets berechnetWissenschaftler sind auch erstaunlich. Partikel, die während der Explosion ausgestoßen werden, bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von mindestens 99,97 % der Lichtgeschwindigkeit (299,7 Tausend km/s) vom Schwarzen Loch weg.

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Auf dem Cover: eine künstlerische Illustration einer Neutronensternverschmelzung. Bild: Elizabeth Wheatley (STScI)