{"id":38221,"date":"2026-03-11T09:43:08","date_gmt":"2026-03-11T09:43:08","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/38221\/"},"modified":"2026-03-11T09:43:08","modified_gmt":"2026-03-11T09:43:08","slug":"gravitationswellen-kollision-auf-unerwartet-elliptischer-bahn","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/at\/38221\/","title":{"rendered":"Gravitationswellen: Kollision auf unerwartet elliptischer Bahn"},"content":{"rendered":"

Gravitationswellen: Kollision auf unerwartet elliptischer Bahn – Spektrum der WissenschaftDirekt zum Inhalt<\/a>Gravitationswellen: Kollision auf unerwartet elliptischer Bahn<\/p>\n

Mithilfe neuer Modelle zur Beschreibung von Gravitationswellen konnte erstmals die Verschmelzung eines Schwarzen Lochs mit einem Neutronenstern auf einer elliptischen Umlaufbahn nachgewiesen werden\u00a0\u2013 ein starker Hinweis darauf, dass g\u00e4ngige Annahmen zu stabilen, kreisf\u00f6rmigen Umlaufbahnen nicht immer zutreffen.<\/p>\n

\"Eine<\/p>\n

Exzentrisches System | Die Illustration zeigt ein Doppelsternsystem aus Neutronenstern (links oben) und Schwarzem Loch (Mitte). Durch \u00e4u\u00dfere Einfl\u00fcsse k\u00f6nnte ihre gemeinsame Umlaufbahn von einer Kreisform abweichen, wie das System hinter dem Gravitationswellensignal GW200105 vermuten l\u00e4sst. <\/p>\n

Im Januar 2020 gelang mit dem LIGO-Detektor f\u00fcr Gravitationswellen in den USA der erste gesicherte Nachweis, dass auch Neutronensterne von Schwarzen L\u00f6chern verschluckt werden. Bei dem GW200105\u00a0getauften Ereignis verschmolz ein Objekt mit etwa der neunfachen Masse unserer Sonne mit einem Neutronenstern von rund 1,9\u00a0Sonnenmassen, nachdem sich beide auf einer kreisf\u00f6rmigen Bahn immer weiter ann\u00e4herten\u00a0\u2013 so zumindest die urspr\u00fcngliche Annahme. In einer Nachuntersuchung konnte ein internationales Team um den Astronomen Gonzalo Morras von der University of Birmingham nun erstmals Hinweise darauf vorlegen, dass die beteiligten Objekte tats\u00e4chlich auf einer elliptischen Bahn miteinander kollidierten. Das hat nicht nur Auswirkungen auf deren Massenabsch\u00e4tzung, sondern stellt auch die bisherige Annahme infrage, dass solche Systeme vor ihrer Verschmelzung immer kreisf\u00f6rmige Umlaufbahnen einnehmen. Ihre Ergebnisse<\/a> ver\u00f6ffentlichte die Gruppe im Fachjournal \u00bbThe Astrophysical Journal Letters\u00ab. Durch \u00e4u\u00dfere Einfl\u00fcsse k\u00f6nnte ihre gemeinsame Umlaufbahn von einer Kreisform abweichen, wie das System hinter dem Gravitationswellensignal GW200105\u00a0vermuten l\u00e4sst. <\/p>\n

Unter den zahlreichen verzeichneten Gravitationswellensignalen<\/a> macht die Paarung zweier Schwarzer L\u00f6cher den weitaus gr\u00f6\u00dften Anteil aus\u00a0\u2013 solche von Schwarzen L\u00f6chern und Neutronensternen sind deutlich seltener. Allen Systemen gemeinsam ist jedoch die kontinuierliche Abstrahlung von Gravitationswellen w\u00e4hrend ihrer Ann\u00e4herung, wodurch sie Drehimpuls und Energie verlieren. Anf\u00e4nglich eher elliptische, im Fachjargon exzentrisch genannte Umlaufbahnen n\u00e4hern sich mit der Zeit immer mehr der idealen Kreisform mit einer Exzentrizit\u00e4t von null an. Schlie\u00dflich erscheinen sie im Frequenzbereich der Detektoren nahezu kreisrund.<\/p>\n

Anders bei GW200105: Mit einem neuen Modell zur Beschreibung von Gravitationswellen konnte das Team eine Bahnexzentrizit\u00e4t beider Objekte um deren Massenschwerpunkt von etwa e\u00a0=\u00a00,145\u00a0feststellen, und das bei einer Umlaufperiode von 0,1\u00a0Sekunden. Zum Vergleich: Merkur zeigt mit e\u00a0=\u00a00,206\u00a0eine deutlich elliptischere Umlaufbahn um die Sonne.<\/p>\n

Die Bahnform liefert dabei entscheidende Informationen \u00fcber die Umgebung, in der diese Objekte miteinander interagieren. So deutet die elliptische Bahn bei GW200105\u00a0auf einen Ursprungsort hin, an dem viele gravitative Wechselwirkungen mit anderen Sternen stattfanden. Das stellt einen deutlichen Gegenentwurf zur g\u00e4ngigen Ansicht dar, nach der sich s\u00e4mtliche Verschmelzungen von Neutronensternen und Schwarzen L\u00f6chern in einer ruhigen, isolierten Umgebung ereignen und auf einen einzigen dominanten Entstehungsmechanismus zur\u00fcckzuf\u00fchren\u00a0sind.<\/p>\n

Die Ber\u00fccksichtigung der Exzentrizit\u00e4t hat auch Auswirkungen auf die physikalischen Parameter der beteiligten Objekte. Fr\u00fchere Analysen, die auf einer Kreisbahn basieren, f\u00fchrten zu v\u00f6llig anderen Massen. Nach den neuen Modellen wies der Neutronenstern nur das 1,5-Fache der Masse der Sonne auf, w\u00e4hrend das Schwarze Loch eine urspr\u00fcngliche Masse von etwa 11,5\u00a0Sonnenmassen hatte. Nach der Verschmelzung verblieb ein solches mit mehr als 13\u00a0Sonnenmassen. Zus\u00e4tzlich f\u00e4llt auch die Emission von Gravitationswellen st\u00e4rker aus, da durch die elliptische Form des Orbits die Beschleunigungen der einander umlaufenden Massen viel heftiger ausfallen als bei einer Kreisbahn.<\/p>\n

Angesichts der wachsenden Vielfalt an Verschmelzungsereignissen zeigt die Arbeit die Notwendigkeit auf, fortschrittlichere Gravitationswellenmodelle zu entwickeln. Und auch bei den Detektoren besteht noch Potenzial: So konnte der Ursprungsort von GW200105\u00a0zwar auf eine Entfernung von rund 950\u00a0Millionen Lichtjahren bestimmt werden, aber die Unsicherheit ist mit bis zu ungef\u00e4hr 40\u00a0Prozent recht gro\u00df. \u00c4hnlich verh\u00e4lt es sich mit der Verortung am Himmel<\/a>: Die Kollision k\u00f6nnte sich in einem Areal ereignet haben, das rund 17\u00a0Prozent des gesamten Firmaments umfasst\u00a0\u2013 das entspricht der Fl\u00e4che von 34\u00a0000\u00a0Vollmonden.<\/p>\n

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ist Astrophysiker und Redakteur f\u00fcr Astronomie. <\/p>\n

Digitalausgaben Printausgaben Topseller Bundles<\/p>\n

Morras, G. et al., arXiv 10.48550\/arXiv.2503.15393, 2025 <\/p>\n

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