Relativitätstheorie im Test: Einstein behält recht

Doppelsternsystem (grafische Darstellung): Pulsar (links) und Weißer Zwerg tanzen Zur Großansicht
DPA/ Science/ MPIfR

Doppelsternsystem (grafische Darstellung): Pulsar (links) und Weißer Zwerg tanzen

Mehr als eine Milliarde Tonnen Materie haben hier das Volumen eines Zuckerwürfels: Ein neu entdeckter Neutronenstern ist extrem massereich - und ein spannendes Testobjekt für die Relativitätstheorie.

Washington - Die kosmischen Fackeln sind das Überbleibsel einer kosmischen Katastrophe. Neutronensterne, die ausgebrannten Überreste explodierter Riesensterne, stürzen unter der eigenen Schwerkraft zu unvorstellbar kompakten Kugeln zusammen. Und bei vielen von ihnen lassen sich pulsierende Radiosignale nachweisen, die wie ein kosmisches Leuchtfeuer aufflackern. Solche Neutronensterne nennen die Astronomen Pulsare.

Ein internationales Forscherteam hat nun den bislang massereichsten Neutronenstern entdeckt - und damit Albert Einsteins Relativitätstheorie einem extremen Härtetest unterzogen. Und Einstein hat - wieder einmal - recht behalten, wie die Gruppe um John Antoniadis vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie im Fachmagazin "Science" berichtet.

Der untersuchte Pulsar mit der Katalognummer PSR J0348+0432 hat nur einen Durchmesser von 20 Kilometern, dreht sich 25-mal pro Sekunde um die eigene Achse - und ist ein ziemliches Schwergewicht, wie Antoniadis in einer Mitteilung der Europäischen Südsternwarte Eso erklärt: "Er ist doppelt so schwer wie die Sonne, was ihn zum massereichsten Neutronenstern macht, den wir kennen."

Acht Millionstel Sekunden Verzögerung pro Jahr

Im Volumen eines Zuckerwürfels stecken auf PSR J0348+0432 mehr als eine Milliarde Tonnen Materie. Sie ist wesentlich dichter gepackt als unsere alltägliche Materie. Der Neutronenstern, er ist 7000 Lichtjahre von der Erde entfernt, hat einen Begleiter, einen sogenannten Weißen Zwerg. Das sind die Kerne ausgebrannter Sonnen, die ihre Atmosphäre ins All geblasen haben. Die beiden umkreisen sich in nur rund 800.000 Kilometern Distanz - das entspricht etwa der doppelten Entfernung von der Erde zum Mond. Wegen der geringen Entfernung dauert ein Umlauf nur rund 2,5 Stunden.

Gemäß der Relativitätstheorie strahlt ein solches System sogenannte Gravitationswellen ab und verliert dadurch Energie, was sich in einer Änderung der Umlaufzeit bemerkbar macht. Die Forscher beobachteten das System regelmäßig mit Radioteleskopen und optischen Instrumenten. Tatsächlich konnten sie eine Änderung der Umlaufzeit um acht Millionstel Sekunden pro Jahr messen. "Das ist genau das, was Einsteins Theorie vorhersagt", sagt Antoniadis' Institutskollege Paulo Freire.

Bislang konnte die Relativitätstheorie nicht in einem so extremen Umfeld getestet werden - es war unbekannt, ob sie auch dort ihre Gültigkeit behält. Alternative Theorien, deren Vorhersagen deutlich von den Messungen abweichen, könnten nun jedoch ausgeschlossen werden, so die Forscher.

chs/dpa

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