Neues Radiosignal aus dem Herzen der Milchstraße. Die Spur führt direkt zur Relativitätstheorie

Das Herz der Milchstraße überrascht erneut. Astronomen haben dort ein ungewöhnliches Radiosignal entdeckt, das mehr als nur eine weitere kosmische Kuriosität sein könnte. Diese Entdeckung eröffnet eine faszinierende Möglichkeit – die Überprüfung der grundlegenden Gesetze der Physik unter den extremsten Bedingungen, die wir kennen.

Seit Jahrzehnten zieht die Region um das supermassive Schwarze Loch Sagittarius A* die Aufmerksamkeit der Wissenschaftler wie ein kosmischer Magnet an.

Dank des neu entdeckten Signals könnte dieses galaktische Zentrum nun zu einem natürlichen Labor werden. Dieser Ort, an dem die Schwerkraft unvorstellbare Werte erreicht, bietet eine einzigartige Gelegenheit, eine der Säulen der modernen Physik zu überprüfen.

Eine ungewöhnliche Strahlungsquelle im Herzen unserer Galaxie

Was unterscheidet dieses bestimmte Radiosignal von Tausenden anderen? Seine besonderen Eigenschaften und seine Herkunft. Die Emissionsquelle befindet sich in unmittelbarer Nähe eines Schwarzen Lochs mit einer Masse von vier Millionen Sonnenmassen. Es handelt sich um eine Umgebung mit einem starken Gravitationsfeld, das in keinem irdischen Experiment nachgebildet werden kann. Gerade dieser Standort verleiht dem Signal einen besonderen wissenschaftlichen Wert und macht es zu einem potenziellen Messinstrument.

Das Signal wurde im Rahmen einer der empfindlichsten Radiobeobachtungen des Zentrums der Galaxie entdeckt – einem Projekt, das im Rahmen des Programms Breakthrough Listen durchgeführt wurde. Das Team beschrieb den Kandidaten für einen Pulsar, der noch nicht bestätigt ist, was in der Astronomie eine wichtige Einschränkung darstellt, und stellte gleichzeitig große Datensätze zur Verfügung, damit andere versuchen können, dies zu bestätigen oder zu widerlegen. Das beschleunigt die Wissenschaft: Je mehr unabhängige Analysen durchgeführt werden, desto schneller weiß man, ob man auf Gold gestoßen ist oder auf eine sehr raffinierte Beobachtungsillusion

Einzigartiges Weltraumlabor für die Relativitätstheorie

Albert Einsteins allgemeine Relativitätstheorie beschreibt seit über einem Jahrhundert erfolgreich Gravitationsphänomene. Sie sagt voraus, dass extreme Gravitation die Eigenschaften elektromagnetischer Wellen, einschließlich ihrer Ausbreitung, beeinflussen sollte.

Ein Signal, das vom Zentrum der Galaxie zu unseren Teleskopen wandert, durchquert Bereiche mit unterschiedlicher Anziehungskraft. Wissenschaftler wollen subtile Veränderungen in seiner Frequenz, Zeitverzögerungen oder Polarisation analysieren, um nach Spuren zu suchen, die mit den Vorhersagen der Theorie übereinstimmen.

Hier kommt die Superkraft der Pulsare ins Spiel: Ihre Impulse wirken wie ein kosmischer Metronom. Wenn ein solches Objekt um ein Schwarzes Loch kreisen würde, müsste jeder Teil seiner Radiowellen eine Gravitationslandschaft durchqueren, die kaum wahrnehmbare Fingerabdrücke im Signal hinterlässt. In der Praxis kann man unter anderem nach Effekten suchen, die mit der Krümmung der Raumzeit und Signalverzögerungen zusammenhängen, wenn die Welle näher an einem massiven Objekt vorbeiläuft, sowie nach Veränderungen, die sich aus der Bewegung der Quelle und starken Feldern in ihrer Umgebung ergeben. Genau deshalb ist der Pulsar bei Sagittarius A* seit Jahren der Heilige Gral der Radioastronomie: Er würde es ermöglichen, die Relativitätstheorie unter den stärksten Gravitationsbedingungen zu testen, die wir beobachten können.

Das ist eine äußerst präzise Aufgabe. Jede noch so kleine Abweichung zwischen den Messungen und dem mathematischen Modell wäre eine Sensation. Man muss jedoch zugeben, dass allein die Möglichkeit, einen solchen Test unter natürlichen, kosmischen Bedingungen durchzuführen, bereits eine beachtliche Leistung ist. Selbst wenn Einsteins Theorie als Sieger hervorgeht, gewinnen wir beispiellose Daten über das Verhalten von Materie und Energie unter extremen Bedingungen.

Was bedeutet diese neue Entdeckung für die Zukunft der Astrophysik?

Neben der Überprüfung der Relativitätstheorie wird die langfristige Beobachtung dieses Signals zu einem besseren Verständnis der physikalischen Prozesse führen, die um supermassive Schwarze Löcher herum ablaufen. Astronomen planen, die größten Radioteleskope der Welt für die kontinuierliche Überwachung der Quelle einzusetzen. Dies wird nicht nur die Verbesserung von Modellen ermöglichen, die extreme Zustände von Materie beschreiben, sondern auch unser Wissen über die Dynamik des Zentrums der Galaxie erweitern.