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Künstlerische Darstellung von J0348+0432

Härtetest für Relativitätstheorie

Ein internationales Forscherteam hat den bisher massereichsten Neutronenstern entdeckt und damit Albert Einsteins Relativitätstheorie einem extremen Härtetest unterzogen. Das Ergebnis: Einstein behält recht.

Astrophysik 26.04.2013

Dicht gepackte Materie

Neutronensterne sind die ausgebrannten Überreste explodierter Riesensterne. Sie stürzen unter der eigenen Schwerkraft zu unvorstellbar kompakten Kugeln zusammen. Bei vielen von ihnen lassen sich pulsierende Signale im Bereich der Radiowellen nachweisen, die regelmäßig wie ein kosmisches Leuchtfeuer aufflackern. Solche Neutronensterne nennen die Astronomen Pulsare.

Die Studie in "Science":

"A Massive Pulsar in a Compact Relativistic Binary" von J. Antoniadis et al., erschienen am 25. April 2013.

Der jetzt untersuchte Pulsar mit der Katalognummer PSR J0348+0432 hat nur einen Durchmesser von 20 Kilometern, ist dafür aber ein "ziemliches Schwergewicht", wie John Antoniadis vom Bonner Max-Planck-Institut für Radioastronomie in einer Mitteilung der Europäischen Südsternwarte ESO betont. "Er ist doppelt so schwer wie die Sonne, was ihn zum massereichsten Neutronenstern macht, den wir kennen." Im Volumen eines Zuckerwürfels stecken auf PSR J0348+0432 mehr als eine Milliarde Tonnen Materie. Sie ist wesentlich dichter gepackt als unsere alltägliche Materie.

Einstein hatte Recht

Der Neutronenstern 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 (Mikrosekunden) pro Jahr messen. "Das ist genau das, was Einsteins Theorie vorhersagt", betont 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, teilte das Bonner Institut mit.

science.ORF.at/dpa

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