Ein Pulsar-Kandidat nahe dem galaktischen Zentrum der Milchstraße bietet eine perfekte Möglichkeit zur Überprüfung der Allgemeinen Relativitätstheorie

Global - Ekhbary Nachrichtenagentur

Ein Pulsar-Kandidat nahe dem galaktischen Zentrum der Milchstraße bietet eine perfekte Möglichkeit zur Überprüfung der Allgemeinen Relativitätstheorie

Das rätselhafte Herz unserer Milchstraße hat Astrophysiker lange Zeit vor ein Rätsel gestellt. Obwohl theoretische Vorhersagen darauf hindeuten, dass es von Pulsaren wimmeln sollte, haben sich diese kosmischen Leuchttürme als bemerkenswert schwer fassbar erwiesen. Eine neue Forschung weist jedoch auf die vorläufige Entdeckung eines Pulsar-Kandidaten namens BLPSR hin, der sich außergewöhnlich nahe am galaktischen Zentrum befindet. Dieser Fund könnte unser Verständnis der Gravitation in ihren extremsten Formen revolutionieren. Sollte er bestätigt werden, würde dieser Millisekunden-Pulsar ein beispielloses natürliches Labor für die Überprüfung von Albert Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie bieten.

Diese faszinierende Entdeckung stammt aus dem Breakthrough Listen Galactic Center Survey, einer der empfindlichsten Initiativen, die sich der Suche nach Pulsaren in der komplexen Zentralregion der Milchstraße widmen. Die Details dieser bahnbrechenden Arbeit wurden im The Astrophysical Journal unter dem Titel „On the Deepest Search for Galactic Center Pulsars and an Examination of an Intriguing Millisecond Pulsar Candidate“ veröffentlicht. Die Hauptautorin, Dr. Karen Perez, eine kürzlich promovierte Absolventin der Columbia University, leitete die Forschung. Die Studie umfasste etwa 20 Stunden Beobachtungen des galaktischen Zentrums (GC) mit dem Green Bank Telescope, einem leistungsstarken Radioteleskop in West Virginia. Die Untersuchung wurde speziell darauf abgestimmt, die hellsten Pulsare zu entdecken, die Astrophysiker in dieser dichten kosmischen Nachbarschaft erwarten.

Pulsare sind schnell rotierende, stark magnetisierte Neutronensterne, die aus ihren Polen elektromagnetische Strahlungsstrahlen aussenden. Wenn diese Strahlen die Erde überstreichen, erzeugen sie präzise, rhythmische Impulse, was ihnen den Spitznamen „kosmische Leuchttürme“ eingebracht hat. Der identifizierte Kandidat, BLPSR, wird als 8,19 ms Millisekunden-Pulsar (MSP) identifiziert, was bedeutet, dass er alle 8,19 Millisekunden Impulse aussendet. Seine Nähe zu Sagittarius A* (Sgr A*), dem supermassereichen Schwarzen Loch (SMBH) im Kern der Milchstraße, ist besonders bedeutsam. Obwohl sechs weitere Pulsare in der Nähe des galaktischen Zentrums bekannt sind, ist keiner von ihnen nahe genug – innerhalb etwa eines Parsecs – am SMBH, um eine aussagekräftige Sondierung des Gravitationsfeldes zu ermöglichen. Dies macht die potenzielle Position von BLPSR für diese Tests einzigartig wertvoll.

Das anhaltende „Problem der fehlenden Pulsare“ im galaktischen Zentrum der Milchstraße bleibt ein großes astrophysikalisches Rätsel. Obwohl die Region dicht mit Sternen besetzt ist, von denen viele massereich sind und als Supernovae explodieren sollen (die Vorläufer von Neutronensternen und damit Pulsaren), wurden bisher nur eine Handvoll Pulsare definitiv entdeckt. Forscher vermuten, dass eine starke Streuung von Signalen oder extreme Orbitaldynamiken in dieser turbulenten Umgebung die Pulsare verdecken könnten. Wie die Autoren feststellen: „Dies vertieft das anhaltende Problem der fehlenden Pulsare im GC und verstärkt die Vorstellung, dass starke Streuung und/oder extreme Orbitaldynamiken Pulsarsignale in dieser Region verdecken könnten.“

Sollte die Existenz von BLPSR bestätigt werden, verspricht dies „beispiellose Tests“ der Allgemeinen Relativitätstheorie zu ermöglichen. Dr. Slavko Bogdanov, Co-Autor der Studie und Forschungswissenschaftler am Columbia Astrophysics Laboratory, erklärte in einer Pressemitteilung: „Jeder externe Einfluss auf einen Pulsar, wie die Gravitationskraft eines massiven Objekts, würde Anomalien in der stetigen Ankunft dieser Impulse hervorrufen, die gemessen und modelliert werden können. Darüber hinaus können Impulse, wenn sie nahe an einem sehr massiven Objekt vorbeifliegen, aufgrund der Krümmung der Raumzeit abgelenkt werden und Zeitverzögerungen erfahren, wie es Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie vorhersagt.“

Diese außergewöhnliche Konfiguration – eine außergewöhnlich präzise kosmische Uhr, die eng in einer extremen Gravitationsumgebung kreist – würde es Wissenschaftlern ermöglichen, zum allerersten Mal präzise Messungen der Raumzeit in der Nähe eines supermassereichen Schwarzen Lochs zu erhalten. Solche Beobachtungen könnten Physikern ermöglichen, Phänomene wie die Frame-Dragging direkt zu messen und sogar das „No-Hair-Theorem“ zu testen, das besagt, dass Schwarze Löcher nur durch drei äußere Parameter charakterisiert werden: Masse, Ladung und Drehimpuls. Dies sind entscheidende Bestrebungen in unserem Streben, die Physik Schwarzer Löcher und die Natur der Gravitation vollständig zu verstehen. Ein wesentliches Hindernis bleibt jedoch: BLPSR wurde nur einmal entdeckt und tauchte bei späteren Beobachtungen nicht wieder auf. Die Forscher warnen, dass das Signal potenziell auf Hintergrundrauschen zurückzuführen sein könnte. „Angesichts dieser Faktoren – und der außergewöhnlichen Implikationen der Entdeckung eines Pulsars nahe Sgr A* – bleiben wir BLPSR gegenüber höchst skeptisch und betonen, dass eine viel stärkere Beweislast erforderlich ist, bevor seine astrophysikalische Herkunft bestätigt wird.“

Trotz der aktuellen Skepsis sind die potenziellen Auswirkungen tiefgreifend. Die Breakthrough Listen-Initiative hat ihre Daten öffentlich zugänglich gemacht, sodass andere Forscher die Ergebnisse überprüfen können. Dr. Perez und ihr Team freuen sich auch auf sensiblere Folgeuntersuchungen des galaktischen Zentrums. „Wir freuen uns darauf, was Folgebeobachtungen über diesen Pulsar-Kandidaten enthüllen könnten“, erklärte Perez. „Wenn er bestätigt wird, könnte er uns helfen, sowohl unsere eigene Galaxie als auch die Allgemeine Relativitätstheorie als Ganzes besser zu verstehen.“ Zukünftige Beobachtungen sind entscheidend, und die Autoren weisen auf das Potenzial des Square Kilometer Array (SKA) hin, Pulsare im GC definitiv zu entdecken und zu bestätigen, was den Weg für diese beispiellosen Tests einer der fundamentalsten Theorien der modernen Physik ebnet.

Ekhbary Nachrichtenagentur