Diese Abbildung zeigt, dass das Magnetfeld eines Pulsars (blau) schmale Strahlenbündel (magenta) erzeugt. Bildnachweis: NASA
Wie erkennt man eine Welligkeit in der Raumzeit selbst? Nun, Sie brauchen Hunderte von Präzisionsuhren, die in der gesamten Galaxie verteilt sind, und das Fermi-Gammastrahlenteleskop hat Astronomen eine neue Möglichkeit gegeben, sie zu finden.
Die fraglichen „Uhren“ sind eigentlich Millisekunden-Pulsare – stadtgroße, sonnenmassereiche Sterne aus ultradichter Materie, die sich Hunderte Male pro Sekunde drehen. Aufgrund ihrer starken Magnetfelder emittieren Pulsare den größten Teil ihrer Strahlung in eng fokussierten Strahlen, ähnlich wie ein Leuchtturm. Jeder Spin des Pulsars entspricht einem von der Erde nachweisbaren Strahlungsimpuls. Die Taktrate von Millisekundenpulsaren ist äußerst stabil, sodass sie als einige der zuverlässigsten Uhren im Universum dienen.
Astronomen achten auf die geringsten Abweichungen im Timing von Millisekundenpulsaren, was darauf hindeuten könnte, dass die Raumzeit in der Nähe des Pulsars durch den Durchgang einer Gravitationswelle verzerrt wird. Das Problem ist, dass für eine zuverlässige Messung Hunderte von Pulsaren erforderlich sind, und bis vor kurzem waren sie äußerst schwer zu finden.
„Wir haben wahrscheinlich weit weniger als ein Prozent der Millisekunden-Pulsare in der Milchstraße gefunden“, sagte Scott Ransom vom National Radio Astronomy Observatory (NRAO).
Daten des Gammastrahlen-Weltraumteleskops Fermi, das 2008 mit der Datenerfassung begann, haben die Art und Weise verändert, wie Millisekundenpulsare erkannt werden. Das Fermi-Teleskop hat Hunderte von Gammastrahlenquellen in der Milchstraße identifiziert. Gammastrahlen sind hochenergetische Photonen und werden in der Nähe von exotischen Objekten, einschließlich Millisekundenpulsaren, erzeugt.
„Die Daten von Fermi waren wie eine Karte mit vergrabenen Schätzen“, sagte Ransom. „Wir haben mit unseren Radioteleskopen die von Fermi georteten Objekte untersucht und in drei Monaten 17 Millisekunden-Pulsare gefunden. Es dauerte 10 bis 15 Jahre, bis so viele Suchaktionen durchgeführt wurden.“
Ransom und Mitarbeiter Mallory Roberts von Eureka Scientific nutzten das Robert C. Byrd Green Bank Telescope (GBT) der National Science Foundation, um acht der 17 neuen Pulsare zu finden.
Im Moment haben Astronomen gerade noch genug Millisekunden-Pulsare, um eine überzeugende Gravitationswellendetektion durchzuführen, aber mit Fermi, um mehr Pulsare zu identifizieren, steigen die Chancen, diese Wellen in der Raumzeit zu entdecken, stetig.
Ransom und Roberts gaben ihre Entdeckungen heute auf dem Treffen der American Astronomical Society in Washington, DC, bekannt.
