Am Montag kündigten LIGO und Virgo den ersten Nachweis von Gravitationswellen an, die von kollidierenden Neutronensternen erzeugt wurden, und den ersten, der sowohl bei Gravitationswellen als auch bei Licht beobachtet wurde. "Es läutet eine neue Ära in der Astronomie ein."
Viele Observatorien kündigten am Montag (16. Oktober 2017) gleichzeitig zwei spektakuläre Premieren an. Zum einen haben das in den USA ansässige Laser-Interferometer-Gravitationswellenobservatorium (LIGO) und der in Europa ansässige Virgo-Detektor Gravitationswellen bei der Kollision zweier Neutronensterne detektiert. Zuvor hatten sie Gravitationswellen nur durch Kollisionen mit Schwarzen Löchern gesehen. Das andere ist, dass rund 70 boden- und weltraumgestützte Observatorien das Ereignis ebenfalls beobachteten und es innerhalb von 11 Stunden nach der Detektion der Gravitationswellen im optischen Licht sichtbar wurde. Viele Wissenschaftler begrüßen diese Entdeckung als den Beginn von:
… Eine neue Ära in der Astronomie.
Aber dann behaupten Astronomen in regelmäßigen Abständen den Beginn einer neuen Ära… warum? Das liegt daran, dass wir jedes Mal, wenn wir das Universum auf eine neue oder andere Weise sehen, völlig neue Erkenntnisse erhalten. David Shoemaker, Sprecher der LIGO Scientific Collaboration und leitender Wissenschaftler am Kavli-Institut für Astrophysik und Weltraumforschung des MIT, sagte:
Von detaillierten Modellen der inneren Funktionsweise von Neutronensternen und der von ihnen erzeugten Emissionen bis hin zu grundlegenderer Physik wie der allgemeinen Relativitätstheorie ist dieses Ereignis so reichhaltig. Es ist ein Geschenk, das weiter geben wird.
Neutronensterne sind die kleinsten und dichtesten Sterne, von denen bekannt ist, dass sie entstehen, wenn massive Sterne in Supernovas explodieren. Die Supernova-Explosion, die das von diesen Wissenschaftlern beobachtete Gravitationswellenereignis verursachte, ereignete sich vor über 100 Millionen Jahren, wurde jedoch am 17. August von der Erde aus gesehen.
Das Gravitationssignal mit der Bezeichnung GW170817 wurde am 17. August um 8:41 Uhr EDT von den beiden identischen LIGO-Detektoren in Hanford, Washington und Livingston, Louisiana, erfasst. Die Informationen des dritten Detektors, Virgo, in der Nähe von Pisa, Italien, ermöglichten eine Verbesserung der Lokalisierung des kosmischen Ereignisses, sagten diese Wissenschaftler.
Die Gravitationswellen waren etwa 100 Sekunden lang nachweisbar.
Fast zur gleichen Zeit hatte der Gammastrahlen-Burst-Monitor des Weltraumteleskops Fermi der NASA einen Ausbruch von Gammastrahlen festgestellt. Die Analyse ergab, dass dieser Nachweis höchstwahrscheinlich kein Zufall war. Die schnelle Detektion von Gravitationswellen durch das LIGO-Virgo-Team in Verbindung mit der Gammastrahlendetektion von Fermi löste eine Kavalkade von Folgebeobachtungen mit Teleskopen auf und von der Erde aus.
Zum Beispiel begannen viele große Astronomenteams auf der ganzen Welt fieberhaft, das Ereignis mit Hilfe von optischen Teleskopen auf der Kuppel des Himmels zu finden. Es stellte sich heraus, dass eine kleine, junge Forschergruppe der Carnegie Institution und der UC Santa Cruz die erste optische Entdeckung der Supernova machte, aus der die Neutronensternfusion hervorging, und zwar weniger als 11 Stunden, nachdem sie durch Gravitationswellen und Gammastrahlen nachgewiesen worden war. Die Astronomen erhielten auch die frühesten Spektren der Kollision, mit denen sie möglicherweise erklären können, wie viele der schweren Elemente des Universums entstanden sind - eine jahrzehntealte Frage für Astrophysiker.
Seitdem haben sie die Supernova, die explodierte und die Neutronensternfusion verursachte, als SSS17a bezeichnet.
Swope Supernova Survey 2017a (oder SSS17a) ist die optische Komponente der Entdeckung von Gravitationswellen. Die Arbeit in der Optik ist in einem Quartett von Artikeln in der Zeitschrift Science veröffentlicht.
Carnegie-Dunlap-Stipendiatin Maria Drout, die die optische Entdeckung leitete, sagte:
Wir wussten, dass wir zu Beginn der Nacht nur etwa eine Stunde Zeit hatten, um die Quelle zu finden, bevor sie unterging. Also mussten wir schnell handeln.