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Gespräch mit Bruce Allen : Wir hatten großes Glück!

  • Aktualisiert am

Die Quelle des Gravitationssignals bei Ligo: Zwei sich umkreisende Schwarze Löcher (hier in einer Simulation) Bild: Caltech/MIT/LIGO

Die Gravitationswellen, die mit den Ligo-Detektoren erstmals nachgewiesen wurden, haben ein unerwartet starkes Signal erzeugt. Bruce Allen vom MPI für Gravitationsphysik in Hannover berichtet hier von der Entdeckung und was das transiente Signal ausgelöst hat.

          Herr Allen, Sie sind mit ihren Kollegen am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Hannover mit der Auswertung der Daten der  amerikanischen Ligo-Detektoren befasst. Wann wurde das Signal der Gravitationswellen entdeckt?

          Die beiden Ligo-Antennen waren am 17. August 2015 angelaufen. Wir wollten vor der endgültigen Inbetriebnahme unsere Instrumente in einer einmonatigen Testphase eichen. Und vier Tage vor Ende der Tests, am 14. September, beobachteten wir das Ereignis. Ligo lief seit 35 Minuten stabil, als die Gravitationswellen eintrafen. Hätten wir da noch kalibriert, hätten wir sie verpasst. Wir hatten Glück!

          Wer hat das Signal als Erster entdeckt?

          Es war 5 Uhr morgens in Livingston und erst 3 Uhr morgens in Hanford, als das Signal eintraf. Jeder hat dort noch geschlafen. In Hannover war es aber gerade später Vormittag. Marco Drago, war der Erste, der das Signal sah. Und sein erster Gedanke war: Das ist ein Testsignal, das man absichtlich in die Detektoren eingespeist hat. Denn es sah zu perfekt aus. Er fragte seinen Kollegen Andrew Lundgren um Rat, der dann weitere Analysen vornahm. Andrew rief schließlich am Ligo-Standort in Livingston an.

          Bruce Allen am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Hannover
          Bruce Allen am Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik in Hannover : Bild: Frank Vinken _ dwb

          Hatte man ein solches Ereignis erwartet?

          Bei Ligo hat man sich auf Gravitationswellen konzentriert, die von Neutronensternen ausgelöst werden. In meiner Gruppe in Hannover hatten wir uns vor allem mit den Signalen von Schwarzen Löchern beschäftigt. Uns schienen diese Objekte viel interessanter als die kompakten Objekte aus Kernmaterie. Wir wissen, dass Schwarze Löcher mit etwa zehn Sonnenmassen existieren und dass wir sie in Binärsystemen beobachten können, also wenn sie von einem großen massiven Stern begleitet werden. Und wir kennen supermassive Schwarze Löcher. Aber das ist das erste Mal, dass wir Schwarze Löcher mit der Masse von etwa 30 Sonnen beobachtet haben. Und wir haben ein Binärsystem aufgespürt.

          Gravitationswellen : Schwere Strahlung

          Was wissen Sie über die beiden Schwarzen Löcher?

          Die beiden Schwarzen Löcher hatten, bevor sie miteinander verschmolzen, etwa 29 beziehungsweise 36 Sonnenmassen. Die Summe ist also 65 Sonnenmassen. Tatsächlich hat das fusionierte Loch, aber nur eine Masse von 62 Sonnen. Die Energie von drei Sonnenmassen wurde in Form von Gravitationswellen umgewandelt gemäß der Einsteinschen Gleichung: E = m · c². Innerhalb von 0,25 Sekunden - so lang dauerte das Signal - hat das System mehr Energie ausgesandt als alle Sterne des sichtbaren Universums zusammengenommen. Was wir gesehen haben, ist erstaunlich. Das Signal ist so perfekt, man schaut auf die Rohdaten und versteht sofort, was passiert ist.

          So sah das vom Ligo-Detektor in Hanford gemessene Signal aus.
          So sah das vom Ligo-Detektor in Hanford gemessene Signal aus. : Bild: dpa

          Was haben Sie genau beobachtet?

          Die beiden Schwarzen Löcher haben sich wohl bereits Millionen, wenn nicht gar Milliarden von Jahren umkreist. Die meiste Zeit haben sie langsam rotiert. Erst als sie sich so nahe gekommen waren, dass sie sich etwa 15 Mal pro Sekunde umkreisten, haben sie für Ligo messbare Gravitationswellen mit einer Frequenz von 30 Hertz abgestrahlt. Dann rotierten sie immer schneller und die Frequenz des Signals stieg bis auf 150 Hertz an. Die Schwarzen Löcher umkreisten sich jetzt 75 Mal in der Sekunde.

          Wie viele Umläufe der beiden Schwarzen Löcher haben Sie beobachtet?

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