PSR 1913+16
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PSR 1913+16 ist ein Pulsar im Sternbild des Adlers. Seine Umdrehungsdauer beträgt 59,03ms, also ungefähr 17 Umdrehungen pro Sekunde. Sie verringert sich um ca. 2*10-12 s pro Sekunde (75µs/a).
Zusammen mit einem weiteren Neutronenstern bildet er ein Doppelsternsystem. Beide Sterne haben die typische Masse eines Neutronensterns von 1,4 Sonnenmassen. Sie umlaufen den gemeinsamen Schwerpunkt in 7,75h. Das Periastron dreht sich um 4,2° pro Jahr, so dass -- anders als in der Schemazeichnung -- sich die Körper nicht auf geschlossenen Ellipsen, sondern auf einer Spiralbahn bewegen.
[Bearbeiten] Relativistische Effekte
Russell Alan Hulse und Joseph Taylor entdeckten im Jahr 1974 mit dem Arecibo-Observatorium den Pulsar PSR 1913+16. Aus der Beobachtung periodischer Zeitverschiebungen der Pulsarsignale leiteten sie die Bahndaten des Doppelsterns ab. Die Bahnbewegung der großen Massen erlaubt, die Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie zu überprüfen. Hulse und Taylor wiesen die Zeitdilatation nach, die durch die Zunahme der Massendichte im Periastron beider Sterne auftritt. Das Signal des Pulsars verlangsamt sich um ca. 1 µs pro Sekunde.
Der Umlauf der beiden Körper verursacht eine nichtsphärische Verschiebung der Massendichten, weshalb das System Energie in Form von Gravitationswellen abstrahlt. Bisher ist es noch nicht gelungen, Gravitationswellen unmittelbar nachzuweisen. Hulse und Taylor zeigten, dass sich die Abstrahlungsverluste in einer Beschleunigung der Bahnbewegung und einer Verringerung des Abstands beider Sterne äußern. Bis zum Jahr der Veröffentlichung der Daten 1979 nahm die Umlaufzeit um fast 2s ab, bis 2000 waren es fast 30s. Das Diagramm zeigt die Meßwerte als blaue Punkte. Die schwarze Linie ist die Vorhersage der allgemeinen Relativitätstheorie zur Abstrahlung von Gravitationsenergie. Für diesen indirekten Nachweis von Gravitationswellen wurden Hulse und Taylor 1993 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet.
Bei einem vor kurzem im Quasar OJ 287 entdeckten binären (doppelten) Schwarzen Loch lässt sich derselbe Effekt mit einer relativistische Drehung der Bahnellipse (Periastrondrehung) von 39° pro Jahr mittlerweile noch um ein Vielfaches stärker nachweisen.
