Einstein hatte doch Recht

Rätsel um Doppelstern gelöst

Seit drei Jahrzehnten verwirrt der Doppelstern DI Herculis die Astrophysiker: Seine Umlaufbahnen verhalten sich scheinbar nicht so, wie es die Relativitätstheorie Einsteins vorhersagt. Nun hat ein internationales Forscherteam das Rätsel um DI Herculis gelöst. Genaue Beobachtungen zeigen, dass die Rotationsachsen der beiden Sterne nahezu in der Bahnebene liegen. Dieses ungewöhnliche Arrangement beeinflusst die Umlaufbahnen und täuscht die Abweichung von den Vorhersagen der Relativitätstheorie vor, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt "Nature".

"Die beobachtete Präzession der Bahnbewegung ist um das Vierfache geringer als von der Theorie vorhergesagt", fassen Simon Albrecht von der Sternwarte Leiden in den Niederlanden und seine Kollegen das bisherige Dilemma zusammen. "Diese Abweichung wurde sogar schon als Beweis für ein Versagen der Allgemeinen Relativitätstheorie angesehen." Diese Theorie Einsteins beschreibt die Schwerkraft als Deformation der Raum-Zeit. Im Gegensatz zur klassischen Schwerkraft-Theorie Newtons führt die Relativitätstheorie insbesondere bei engen Umlaufbahnen zu einer Drehung der Bahnachsen, der so genannten relativistischen Präzession.
Während beim Planeten Merkur - und auch bei den meisten ausreichend vermessenen Doppelstern-Systemen - diese Bahndrehung exakt mit den Vorhersagen der Relativitätstheorie übereinstimmt, tanzt DI Herculis aus der Reihe. Die Beobachtungen von Albrecht und seinen Kollegen zeigen nun, warum das so ist. Normalerweise stehen bei Doppelsternen die Rotationsachsen der Sterne nahezu senkrecht auf der Bahnebene. Nicht so bei DI Herculis, wie die spektroskopischen Messungen der Astronomen zeigen. Hier sind die Rotationsachsen um etwa 90 Grad gekippt und liegen damit nahezu in der Bahnebene. Die Abplattung der Sterne durch ihre schnelle Eigendrehung führt in dieser Stellung, wie Albrecht und seine Kollegen berechnet haben, zu einer der relativistischen Präzession genau entgegen gerichteten Drehung der Umlaufbahn.
Beide Effekte zusammen ergeben eine Präzession, die gut mit den beobachteten Werten übereinstimmt. "Wir betrachten das Geheimnis um die anomale Präzession von DI Herculis damit als gelöst", konstatieren die Forscher. Bleibt allerdings die Frage, warum die Sterne von DI Herculis so seltsam rotieren. Möglicherweise hat ein dritter Himmelskörper die Bahnen der beiden Sterne beeinflusst. Der Doppelstern bleibt mit dieser offenen Frage jedenfalls auch weiterhin ein spannendes Beobachtungsobjekt für die Astronomen.

Dr. Rainer Kayser ist freier Wissenschaftsjournalist in Hamburg.