Genau das – eine 90 Jahre alter Theorie – haben Forscher nun womöglich zum ersten Mal direkt beobachtet – an einem toten Sternenkern in unserer Milchstraße. Eine Nasa-Sonde fing dort ein Signal auf, das auf Vakuumdoppelbrechung hindeutet: einen Effekt, den die Physik vor 90 Jahren vorhersagte, aber nie zweifelsfrei belegen konnte.

Die Studie erschien am Mittwoch im Fachjournal Nature. Sie könnte erklären, warum das Licht dieses Magnetars so ungewöhnlich stark ausgerichtet ist – und wie sich leerer Raum unter Extrembedingungen verhält.

Vakuumdoppelbrechung? Das ist die 90-jährig Vorhersage

Die Theorie stammt aus dem Jahr 1936 und gehört zur Quantenelektrodynamik.

Ihr Kern: Ein extrem starkes Magnetfeld verändert das Vakuum. Der leere Raum wirkt dann wie eine Linse oder ein Prisma – er filtert Licht nach dessen Schwingungsrichtung und verstärkt so die Polarisation.

Verantwortlich sind der Theorie zufolge winzige, kurzlebige Teilchen. „Aufgrund der Stärke des Magnetfelds richten sich Heisenbergs virtuelle Teilchen an der Richtung aus, in die das Feld zeigt“, erklärt Marcus Lower von der Swinburne University of Technology.

Nachweisbar ist der Effekt nur unter Bedingungen, die kein Labor auf der Erde erreicht.

Magnetar 1E 1547 – ein kosmisches Labor mit Magnetfeld

Solche Bedingungen liefert ein Magnetar – eine besondere Klasse von Neutronensternen. Das sind die zusammengepressten Kerne massereicher Sterne, schwerer als die Sonne, aber nur so groß wie eine Stadt.

Magnetare tragen die stärksten Magnetfelder im bekannten Universum: rund eine Billion Mal stärker als die kräftigsten je auf der Erde gebauten Dauermagnete.

„Glücklicherweise hat uns die Natur Magnetare geschenkt, die die perfekten kosmischen Labors sind“, sagt Lower.

Das Objekt 1E 1547 dreht sich alle zwei Sekunden einmal um sich selbst und leuchtet zugleich hell im Radio- und Röntgenbereich.

Wie IXPE, NICER und Parkes die Vakuumdoppelbrechung gemessen haben

Für die Messung schlossen sich mehrere Observatorien zusammen. Zwischen März und April 2025 sammelte die Röntgensonde IXPE über 140 Stunden Daten.

Parallel beobachteten das Teleskop Nicer der Nasa und das australische Radioteleskop Murriyang (Parkes) der Forschungsorganisation CSIRO. Es war die erste koordinierte Radio- und Röntgen-Polarisationsmessung eines Magnetars überhaupt.

Die Radiostrahlung dieses Sterns entdeckte Fernando Camilo schon 2007. „Wir hätten uns niemals vorstellen können, dass er 20 Jahre später dazu beitragen würde, eine fundamentale und besonders skurrile Vorhersage der Quantenmechanik zu untersuchen“, sagt der Sarao-Chefwissenschaftler.

Warum die hohe Polarisation die Forscher überrascht

Das eigentliche Rätsel steckt in der Stärke des Signals: Die Polarisation fiel fast dreimal höher aus als bei vergleichbaren Objekten.

Nach der Geometrie der Magnetfelder hätte der Wert an bestimmten Punkten nahe null liegen müssen. Auch gängige Modelle der Oberflächenstrahlung erklären ihn nicht.

Ein zusätzlicher Effekt muss das Licht also verstärkt ausrichten. Simulationen des Teams stützen die Vakuumdoppelbrechung als Erklärung.

Neutronensterne erlaubten es, fundamentale Physik unter Bedingungen zu testen, die kein irdisches Labor nachbilden könne, sagt Co-Erstautorin Hoa Dinh Thi von der Rice University in Houston.

Warum der Nachweis der Vakuumdoppelbrechung umstritten ist

Ein endgültiger Beweis ist die Messung aber nicht. Dieselben IXPE-Daten lassen sich auch anders deuten.

Ein Team um Roberto Taverna kam im April 2026 in The Astrophysical Journal zu einem gegenteiligen Schluss. Es argumentiert, dass Dipolachse und Sichtlinie gegenüber der Rotationsachse des Sterns verkippt sind.

Unter diesen Bedingungen könne „die hohe Polarisation der Quelle nicht als zwingender Beweis für das Vorliegen einer Vakuum-Doppelbrechung in der Magnetosphäre des Sterns angesehen werden“, so die Autoren.

Schon eine Vorarbeit vom April 2026 hatte den ungewöhnlich hohen Polarisationsgrad von 47,7 Prozent gemessen, die Deutung als Vakuumdoppelbrechung aber offengelassen.

Wie es mit der Forschung weitergeht

Die Debatte bleibt offen. Weitere IXPE-Beobachtungen von 1E 1547 und anderen Magnetaren sollen das Signal bestätigen.

Eine theoretische Arbeit schlägt sogar einen anderen Magnetar vor – 1RXS J170849.0-400910 – als aussichtsreicheren Kandidaten für den endgültigen quantitativen Nachweis.

Weitere Klarheit könnte das Weltraumteleskop eXTP bringen, dessen Start für 2027 geplant ist.