Astronomie: Sternwiegen mit Einstein

Astronomie: Sternwiegen mit Einstein

, aktualisiert 08. Juni 2017, 13:55 Uhr
Bild vergrößern

Die Illustration zeigt, wie ein Weißer Zwerg den Raum krümmt und das Licht eines Sterns hinter ihm beugt. (Illustration: NASA/ESA/A. Feild, STScI)

Quelle:Handelsblatt Online

Wie schwer kosmische Objekte sind, ist nicht immer leicht zu bestimmen. Forscher haben jetzt die Masse eines Zwergsterns mit Hilfe von Einsteins Relativitätstheorie berechnet. Einstein selbst hielt das für unmöglich.

WashingtonWiegen mit Licht: Mit Hilfe von Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie hat ein Astronomen-Team die genaue Masse eines Weißen Zwergsterns bestimmt. Die akribische Messung mit dem „Hubble“-Weltraumteleskop liefert nicht nur eine weitere Bestätigung für Einstein, sondern beendet auch eine jahrzehntealte Kontroverse über die Masse des untersuchten Zwergsterns.

Nach Einsteins Theorie lenkt ein schweres Objekt im All das Licht ab. Vom Grad der Ablenkung kann man auf die Masse dieses Objekts – beispielsweise eines Sterns – schließen. Die Forscher um Kailash Sahu vom Space Telescope Science Institute berichten jetzt im Wissenschaftsmagazin „Science“ über ihre Anwendung dieser Methode auf den Weißen Zwerg Stein 2051 B.

Anzeige

Weiße Zwerge sind die kollabierten Überreste ausgebrannter Sterne, die in ihrem „früheren Leben“ unserer Sonne ähnelten. Nach den Berechnungen der Forscher beträgt die Masse von Stein 2051 B etwa zwei Drittel (67,5 Prozent plus/minus 0,5 Prozent) der Masse unserer Sonne. Die Untersuchung der Forscher stelle Astronomen ein neues Werkzeug zur Verfügung, um die Masse kosmischer Objekte zu bestimmen, heißt es in einem „Science“-Begleitkommentar.

Einstein selbst war skeptisch

Massereiche Objekte wie Sterne krümmen nach Einsteins Theorie die Raumzeit und können dadurch Licht ablenken wie eine Linse. Dieser sogenannte Gravitationslinseneffekt wurde erstmals während einer Sonnenfinsternis im Jahr 1919 beobachtet: Die Position von Sternen nahe dem Rand der verdunkelten Sonne erschien leicht verschoben. Einstein wurde für seine Vorhersage dieses Phänomens gefeiert, ein wesentlicher Teil seines Ruhms gründet auf dieser Beobachtung.

Doch nicht nur die Sonne kann so die scheinbare Position entfernter Himmelsobjekte verschieben, sondern auch andere Sterne. Allerdings ist der Effekt dann sehr viel kleiner. Außerdem müssen Vordergrund- und Hintergrundstern zufällig genau in einer Linie stehen. Einstein selbst glaubte nicht, dass sich dieser Effekt jemals beobachten lasse, wie er 1936 ebenfalls in „Science“ schrieb.

Genau dies ist dem Team um Sahu nun jedoch mit dem „Hubble“-Teleskop gelungen: Die Forscher konnten messen, wie sich die scheinbare Position eines 5000 Lichtjahre entfernten Sterns änderte, als der 17 Lichtjahre von uns entfernte Weiße Zwerg mit der Katalognummer Stein 2051 B vor ihm vorüberzog.


Die Nadel an der kosmischen Waage

Ergebnis der Messung: Die Sternposition änderte sich um rund 0,56 millionstel Grad. Die Astronomen bestimmten die Masse des Weißen Zwergsterns daraus auf 67,5 Prozent der Sonnemasse. „Es ist, als ob man den Stern auf die Waage legen würde“, erläutert Sahu in einer Mitteilung seines Instituts. „Die Ablenkung ist analog zur Bewegung der Nadel auf der Waage.“

Die Messung beendet eine über 100 Jahre alte Kontroverse über die Masse von Stein 2051B. Der Weiße Zwerg hat einen roten Zwergstern als Begleiter. Aus der Bewegung der beiden Sterne hatten frühere Astronomen eine Masse berechnet, die eine unerwartete Zusammensetzung des Weißen Zwergs erfordert hätte.

Die neue Bestimmung der Masse deckt sich nun besser mit der allgemeinen Theorie der Weißen Zwerge. „Wir wissen jetzt, dass Stein 2051 B ganz normal ist“, betont Terry Oswalt von der Embry-Riddle-Luftfahrt-Universität im „Science“-Kommentar.

Weiße Zwerge sind das häufigste Endstadium von Sternen. „Mindestens 97 Prozent aller Sterne, die je in unserer Galaxie entstanden sind, einschließlich unserer Sonne, werden als Weiße Zwerge enden oder sind bereits welche“, betont Oswalt. „Sie sagen uns etwas sowohl über unsere Zukunft als auch über unsere Vergangenheit.“

Quelle:  Handelsblatt Online
Anzeige
Zur Startseite
-0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%10%11%12%13%14%15%16%17%18%19%20%21%22%23%24%25%26%27%28%29%30%31%32%33%34%35%36%37%38%39%40%41%42%43%44%45%46%47%48%49%50%51%52%53%54%55%56%57%58%59%60%61%62%63%64%65%66%67%68%69%70%71%72%73%74%75%76%77%78%79%80%81%82%83%84%85%86%87%88%89%90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%