Kyoto – Auslöser von Gravitationswellen gibt es in der Theorie eine ganze Reihe, zwei davon konnten bislang nachgewiesen werden: die Kollision von Neutronensternen und die von Schwarzen Löchern. Letzteres war auch die Ursache für die allererste jemals gemessene Welle im September 2015.

Daraus entspringt die Frage, wie es dazu kommen kann, dass zwei Schwarze Löcher einander so eng umkreisen, dass sie schließlich kollidieren. Eine Hypothese besagt, dass solche Objekte vielleicht gar nicht erst den Weg durch die Weiten des Weltraums zueinander finden mussten, sondern zusammen entstanden sind: Es könnte ein gewaltiger Stern kollabieren, dessen Fragmente so massereich sind, dass sich gleich aus zweien davon jeweils ein Schwarzes Loch entwickelt – Zwillinge also.

Die Überprüfung

Theoretische Physiker der Universität Kyoto haben dieses spezielle Szenario nun untersucht und berichten über ihre Ergebnisse in der Fachzeitschrift "Physical Review Letters". Mit Supercomputer-Hilfe führten sie Simulationen einer solchen Konstellation durch und ließen die beiden Schwarzen Löcher anschließend kollidieren und eine Gravitationswelle aussenden.

Die Daten verglichen sie anschließend mit denen, die das Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) 2015 tatsächlich aufgezeichnet hatte. Und sie wichen voneinander ab. Studienhauptautor Joseph Fedrow erklärt den Grund: Zwillings-Schwarze-Löcher würden einander in einem relativ dichten Medium umkreisen, dem restlichen Material, das von dem kollabierten Stern geblieben ist. In einer solchen Umgebung würden die Schwarzen Löcher relativ schnell verschmelzen.

Um zu den gleichen Ergebnissen zu kommen wie LIGO, mussten die Forscher hingegen in ihren Simulationen die Dichte bis zu annäherndem Vakuum ausdünnen. Die Folgerung: Die beiden Schwarzen Löcher, die die Gravitationswelle von 2015 aussandten, befanden sich in einer leeren Region des Weltraums und sie waren keine Zwillinge. (jdo, 30. 12. 2017)