Forschungsgruppe „Kompakte Pulsar-Doppelsternsysteme“
Physikalische Grundlagenforschung mit der Suche nach kompakten Pulsar-Doppelsternsystemen
„Understanding gravity using a COMprehensive search for fast-spinning Pulsars And CompacT binaries“ (COMPACT) ist ein „ERC Starting Grant“ Projekt im Bereich Astrophysik, das ab dem 1. Mai 2023 am Max-Planck-Institut für Radioastronomie durchgeführt wird. Der Forschungspreis wurde an Dr. Vivek Venkatraman Krishnan vergeben und hat eine Laufzeit von 5 Jahren.
COMPACT zielt darauf ab, unser Verständnis der Gravitation und Kernphysik durch die Entdeckung von hochrelativistischen Doppelsternpulsaren und ultraschnell rotierenden Pulsaren zu erweitern. Diese Entdeckungen erfolgen durch eine maßgeschneiderte, gezielte Pulsarsuche in dichten Sternhaufen, den so genannten Kugelsternhaufen.
Pulsare - rotierende Neutronensterne, die entlang ihrer magnetischen Pole Radiostrahlung aussenden - gehören zu den dichtesten Objekten im Universum. Ein Teelöffel Neutronensternmaterie kann so viel wiegen wie der Mount Everest. Es ist unmöglich, auf der Erde solch hohe Dichten zu erzeugen, so dass astronomische Beobachtungen die einzige Möglichkeit darstellen, ultradichte Materie zu verstehen. Wenn sich diese Pulsare in engen, relativistischen Doppelsternsystemen mit einem anderen Stern befinden, zeigen sie starke relativistische Bahneffekte, die mit hoher Genauigkeit gemessen und mit den Vorhersagen von Gravitationstheorien wie der Allgemeinen Relativitätstheorie von Einstein verglichen werden können. Solche Tests bieten die seltene Möglichkeit zu verstehen, ob, wann und wo die Natur von Einsteins Vorhersagen abweicht. COMPACT zielt darauf ab, Quellen zu entdecken, die am besten geeignet sind, bei diesem Vorhaben zu helfen. COMPACT wird neuartige Signalverarbeitungsalgorithmen einsetzen, um Pulsare in Doppelsternystemen mit sehr kurzer Umlaufzeit und Pulsare, die sich extrem schnell drehen (in der Größenordnung von einer Millisekunde oder weniger), zu finden. Solche COMPACT-Entdeckungen sind auch natürliche Gravitationswellenemitter; relativistische Doppelsternsysteme, die mit COMPACT entdeckt werden, könnten mit zukünftigen weltraumgestützten Gravitationswellendetektoren wie LISA beobachtet werden. Abhängig von möglichen Asymmetrien in der Form von Neutronensternen könnten extrem schnell rotierende Pulsare, die mit COMPACT entdeckt werden, bereits mit aktuellen bodengestützten Gravitationswellendetektoren wie LIGO und Virgo nachgewiesen werden. Solche Multi-Messenger-Beobachtungen wären ideale „Testlabore“ für unser Verständnis von Gravitation und Materie unter extremen Bedingungen.
COMPACT wird für dieses Vorhaben zwei der empfindlichsten Radioteleskope der Welt nutzen - das 100-m-Teleskop Effelsberg in Deutschland und das Radiointerferometer MeerKAT in Südafrika.
Weitere Einzelheiten über das Projekt, einschließlich der Teammitglieder und Teilprojekte, finden Sie unter https://erc-compact.org/.