Niederländische Studenten warnen Weltraummission vor lauten Weißen Zwergen

Der Gravitationswellenhintergrund umlaufender Weißer Zwerge wird lauter sein als das Rauschen binärer Schwarzer Löcher. Das sagen zwei niederländische Masterstudenten und ihre Betreuer in zwei Artikeln im Vorfeld der LISA-Weltraummission voraus. Bisher berücksichtigte diese Mission keine lauten Weißen Zwerge. Glücklicherweise kann Rauschen gefiltert werden und sogar neue Informationen liefern.

Die Artikel mit den Titeln „Zur Unsicherheit des astrophysikalischen Gravitationswellenhintergrunds der Weißen Zwerge“ und „Die Wahrscheinlichkeit, dass Doppelsterne der Weißen Zwerge den astrophysikalischen Gravitationswellenhintergrund im MHz-Band dominieren“ wurden in veröffentlicht Astronomie und Astrophysik.

LISA, die Laser-Interferometer-Weltraumantenne, soll Mitte der 2030er Jahre von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) auf den Markt gebracht werden. Die Niederlande bauen unter anderem die „Augen“, die Software, den Leitmechanismus und die LISA-Leseelektronik .

LISA wird Gravitationswellen von kompakten Doppelsternen, doppelten Weißen Zwergen, verschmelzenden supermassereichen Schwarzen Löchern und anderen exotischen Objekten im Universum messen. Als Nebenprodukt wird LISA auch Hintergrundgeräusche von Billionen Schwarzer Löcher erfassen, die vor langer Zeit verschmolzen sind.

Gijs Nelemans ist Astronom an der Radboud-Universität (Nijmegen, Niederlande). Er ist am niederländischen Beitrag zu LISA beteiligt. Mit den jetzigen Masterstudenten Seppe Staelens und Sophie Hofman entwickelte er Modelle, um zu sehen, ob der Hintergrund von Weißen Zwergen auf die gleiche Weise erfasst werden kann wie der Hintergrund von Schwarzen Löchern.

Staelens, der im Rahmen eines Studentenaustauschs aus Löwen (Belgien) nach Nimwegen kam und heute Doktorand ist. Student in Cambridge (UK), begann mit einfachen Modellen. Hofman, der gerade seinen Abschluss gemacht hat und ein Praktikum in der Branche absolviert, erweiterte dann die Modelle.

Modelle haben gezeigt, dass der Hintergrund von Weißen Zwergen lauter ist als der von Schwarzen Löchern. „Unser Vorgesetzter dachte, dass LISA niemals in der Lage sein würde, das kollektive Signal von Weißen Zwergen zu erkennen“, sagt Staelens. „Und jetzt zeigen unsere Modelle, dass Weiße Zwerge Schwarze Löcher in den Schatten stellen. Ha!“

Astronomen sehen im Hintergrundrauschen von Weißen Zwergen eine Chance, die Entwicklung von Sternen wie unserer Sonne in fernen Galaxien zu untersuchen. „Mit Teleskopen kann man nur Weiße Zwerge in unserer eigenen Milchstraße untersuchen, aber mit LISA können wir Weiße Zwerge in anderen Galaxien hören“, sagt Nelemans.

„Außerdem können neben dem Hintergrundrauschen von Schwarzen Löchern und dem Rauschen von Weißen Zwergen vielleicht auch andere exotische Prozesse im frühen Universum nachgewiesen werden.“

Hofman fügt hinzu: „Ich finde es wirklich cool, dass wir mit der Forschung meines Masters zur erwarteten Entdeckung einer so wichtigen Mission wie LISA beitragen.“