Über dieses Bild
In dieser elliptischen Galaxie namens NGC 4993 ereignete sich eines der bedeutendsten astronomischen Ereignisse des Jahrhunderts: Zwei Neutronensterne drehten sich spiralförmig zusammen und kollidierten und erzeugten Gravitationswellen, die am 17. August 2017 entdeckt wurden. Das Ereignis erzeugte einen Lichtblitz namens Kilonova, der in diesem Bild als Punktquelle oben links im Zentrum der Galaxie erscheint. Diese kosmische Kollision war das erste Mal, dass Gravitationswellen und elektromagnetische Strahlung bei demselben astronomischen Ereignis nachgewiesen wurden, und leitete damit eine neue Ära der Multi-Messenger-Astronomie ein. Die Fusion bestätigte nicht nur wichtige Vorhersagen von Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie, sondern bewies auch, dass Kollisionen von Neutronensternen kosmische Fabriken für schwere Elemente wie Gold, Platin und Uran sind, die sich in gewöhnlichen Sternen nicht bilden können.
Wissenschaftliche Bedeutung
Die Neutronensternverschmelzung in NGC 4993 gilt als eine der wichtigsten astronomischen Entdeckungen des 21. Jahrhunderts. Der gleichzeitige Nachweis von Gravitationswellen durch LIGO/Virgo und elektromagnetischer Strahlung im gesamten Spektrum bestätigte den Multi-Messenger-Ansatz in der Astronomie, den Wissenschaftler seit Jahrzehnten theoretisiert hatten. Die Lichtkurve und das Spektrum der Kilonova lieferten direkte Beweise dafür, dass die Verschmelzung von Neutronensternen die primären Orte der schnellen Neutroneneinfang-Nukleosynthese (R-Prozess) sind, bei der schwere Elemente jenseits von Eisen entstehen. Hubble-Beobachtungen verfolgten die Entwicklung der Kilonova über Wochen hinweg und beobachteten, wie sie verblasste und ihre Farbe veränderte, während die expandierenden Trümmer abkühlten. Die genaue Lokalisierung auf NGC 4993 ermöglichte eine unabhängige Messung der Hubble-Konstante unter Verwendung des Gravitationswellensignals als „Standardsirene“, obwohl das Ergebnis noch umstritten ist.
Beobachtungsdetails
Hubble beobachtete NGC 4993 nach der Entdeckung der Gravitationswelle mehrmals und nutzte dabei die Wide Field Camera 3 (WFC3) und die Advanced Camera for Surveys (ACS) in sichtbaren und infraroten Filtern. Die ersten Beobachtungen, die wenige Tage nach der Verschmelzung durchgeführt wurden, zeigten deutlich, dass das Kilonova-Gegenstück eine helle Punktquelle war, die sich vom glatten Sternlicht der elliptischen Galaxie abhob. Folgebeobachtungen in den folgenden Wochen verfolgten das schnelle Verblassen der Kilonova und die dramatische Farbentwicklung von Blau nach Rot, als sich das ausgestoßene Material ausdehnte und abkühlte. Die Beobachtungen beschränkten die Masse und Geschwindigkeit der Verschmelzungsejekta und lieferten entscheidenden Input für Nukleosynthesemodelle. Spätere Beobachtungen suchten nach Hinweisen auf einen Jet-Ausbruch oder eine späte Emission des Überrestes.
Ort im Universum
Konstellation
Hydra
Entfernung von der Erde
130 Millionen Lichtjahre
Lustige Fakten
- 1
Die Kilonova dieser Neutronensternverschmelzung produzierte schätzungsweise 10 Erdmassen an Gold und Platin – dem Ursprung vieler schwerer Elemente im Universum.
- 2
Das Gravitationswellensignal mit der Bezeichnung GW170817 wurde nur 1,7 Sekunden vor dem ersten Gammastrahlenausbruch entdeckt und bestätigt, dass sich Gravitationswellen mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten.
- 3
Über 70 Observatorien weltweit beobachteten dieses einzelne Ereignis und machten es damit zum am intensivsten untersuchten vorübergehenden astronomischen Phänomen in der Geschichte.
Bildnachweis: NASA, ESA, Hubble-Weltraumteleskop
