Wie ein Raumzeit-Mixer: Zwergstern gibt Einstein einmal mehr Recht

Einmal mehr hat eine Beobachtung im Universum Albert Einstein und der Allgemeinen Relativitätstheorie Recht gegeben. Wissenschaftler hatten über 20 Jahre einen Zwergstern in einem Doppelsternsystem genauer untersucht. Das Ergebnis: Er wirkt wie ein Mixer für die Raumzeit.

Große Maße und starke Rotation zieht die Raumzeit mit sich

Die Allgemeinen Relativitätstheorie hat sich einmal mehr bewährt. Wie Welt der Physik berichtet, hatte Albert Einstein zusammen mit Josef Lense und Hans Thirring eine Folge aus seiner Theorie abgeleitet: Ist ein Objekt sehr massereich und verfügt außerdem über eine sehr schnelle Rotation, dann hat das auf den umgebenden Raum eine eindeutig messbare Auswirkung. Einfach formuliert: Die Raumzeit wird wie von einem kosmischen Mixer verdrillt. Genau dieses Phänomen zeigte sich jetzt bei einer Langzeitbeobachtung mit erstaunlicher Genauigkeit.

Vivek Venkatraman Krishnan vom Max-Planck-Institut hatte mit seinem Team vor rund 20 Jahren ein Doppelsystem aus einem Neutronenstern und einem Weißen Zwerg ins Visier genommen, um Einsteins berühmte Theorie sozusagen im kosmischen Labor auf die Probe zu stellen. Wie die Astronomen jetzt im Fachblatt "Science" berichten, ist nach zwei Jahrzehnten klar: Die beiden Himmelskörper zeigen exakt das Verhalten, das die Allgemeinen Relativitätstheorie vorausgesagt hat.

Zwei Sterne im Tanz

Bei dem System handelt es sich einerseits um einen sogenannter Pulsar, der sich durch ein sehr starkes Magnetfeld und eine sehr schnelle Rotation auszeichnet. Die Radiostrahlung, die von diesem Objekt ausgeht, wird bei jeder Umdrehung auch Richtung Erde geworfen. "Durch eine hochgenaue Messung der Ankunfts­zeiten dieser Pulsarsignale mithilfe von Atom­uhren konnten wir die Bewegung des Pulsars in seiner Bahn mit einer Genauigkeit von dreißig Kilometern verfolgen", erläutert Krishnan laut Welt der Physik. "Das ermöglichte uns eine präzise Messung sowohl des Durchmessers als auch der Orientierung der Umlaufbahn."

Interessant wird diese Beobachtung mit Blick auf den zweiten Spieler in dem System. Dabei handelt es sich um einen massereichen und ebenfalls sehr schnell rotierenden Weißen Zwergstern. Nach Beschreibung der Wissenschaftler wird die Bahnebene des Stern-Partners allmählich verändert, da die schnelle Rotation des Zwergsterns starken Einfluss auf die Raumzeit nimmt. Die Allgemeine Relativitätstheorie sagt hier für 20 Jahre eine Drehung der Pulsar-Bahn um 150 Kilometer voraus. Genau dieses Ergebnis wurde jetzt durch die Langzeitbeobachtung registriert.