Entdeckung der massereichsten Schwarzen Löcher: Eine neue Ära der Gravitationswellenforschung

GLASGOW / LONDON (IT BOLTWISE) – Die jüngste Entdeckung der LIGO-Virgo-KAGRA-Kollaboration markiert einen bedeutenden Meilenstein in der Astronomie. Am 23. November 2023 wurden Gravitationswellen von der Verschmelzung der bisher massereichsten Schwarzen Löcher registriert. Diese Entdeckung stellt nicht nur die bisherigen Modelle der Sternentwicklung in Frage, sondern eröffnet auch neue Perspektiven für die Gravitationswellenforschung.

Die kürzlich auf der GR24- und Amaldi16-Tagung in Glasgow vorgestellte Entdeckung der LIGO-Virgo-KAGRA-Kollaboration hat die astronomische Gemeinschaft in Aufregung versetzt. Die beiden LIGO-Observatorien in den USA haben Gravitationswellen von der Verschmelzung der massereichsten jemals beobachteten Schwarzen Löcher aufgezeichnet. Das Signal, bekannt als GW231123, wurde während des vierten gemeinsamen Beobachtungslaufs der LVK-Detektoren empfangen.

Die beteiligten Schwarzen Löcher hatten etwa die 100- bzw. 140-fache Masse der Sonne. Solche Massen sind nach gängigen Modellen der Sternentwicklung eigentlich nicht möglich. Eine plausible Erklärung könnte sein, dass diese Schwarzen Löcher durch frühere Verschmelzungen leichterer Schwarzer Löcher entstanden sind. Das resultierende Schwarze Loch hat eine Masse, die mehr als das 225-Fache der Sonnenmasse beträgt.

Die hohe Masse und die extrem schnelle Rotation der Schwarzen Löcher von GW231123 stellen eine Herausforderung für die derzeitigen theoretischen Modelle dar. Alessandra Buonanno vom Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik betont die Notwendigkeit, bestehende Modelle zu verfeinern, um ein tieferes Verständnis des Signals zu erlangen. Die Analyse dieses Ereignisses erfordert die Berücksichtigung zusätzlicher physikalischer Effekte.

Bis heute wurden etwa 300 Verschmelzungen von Schwarzen Löchern durch Gravitationswellen beobachtet. Das bisher massereichste bestätigte Doppelsystem war die Quelle von GW190521 mit einer Gesamtmasse von 140 Sonnenmassen. Die Entdeckung von GW231123 bringt die Technologie für den Nachweis von Gravitationswellen an ihre Grenzen und erfordert eine Weiterentwicklung der Detektoren.

Die Gravitationswellen-Detektoren LIGO, Virgo und KAGRA haben im Mai 2023 ihren vierten gemeinsamen Beobachtungslauf begonnen. Diese Detektoren sind entscheidend für die Erfassung solcher kosmischen Ereignisse. Karsten Danzmann vom AEI in Hannover hebt hervor, dass die Weiterentwicklung der Detektoren von großer Bedeutung ist, um die Empfindlichkeit zu erhöhen und zukünftige Entdeckungen zu ermöglichen.

Die Analyse der Signale aus der ersten Hälfte des Beobachtungslaufs, die im Januar 2024 endete, wird derzeit abgeschlossen. Frank Ohme vom AEI Hannover erwartet, dass die Ergebnisse im Laufe des Sommers veröffentlicht werden. Diese Entdeckung erweitert die Grenzen der Gravitationswellen-Astronomie und zeigt, was mit den aktuellen Instrumenten erreicht werden kann.

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