Natürlicher Teilchenbeschleuniger

Ein internationales Forscherteam glaubt, die Herkunft der rätselhaften hochenergetischen Kosmischen Strahlung geklärt zu haben: Die extrem energiereichen, doch in nur geringer Dichte durchs All fliegenden Teilchen entstammen sogenannten aktiven galaktischen Kernen. Diese Kerne haben in ihrem Zentrum ein Schwarzes Loch. Die kosmische Strahlung könnte von dem Magnetfeld, das das Schwarze Loch umgibt, beschleunigt worden sein, was ihre hohe Energie erkläre, erläutern die Wissenschaftler des Pierre-Auger-Observatoriums in Argentinien.
Kosmische Strahlung besteht aus subatomaren Partikeln wie Protonen oder Atomkernen zum Beispiel von Wasserstoff, Sauerstoff oder Eisen, die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durchs All jagen. Während kosmische Strahlung geringerer Energie von der Sonne oder von explodierenden Sternen kommt, war der Ursprung der höchstenergetischen kosmischen Strahlung bislang jedoch unbekannt. Sie ist hundert Millionen Mal energiereicher als die Strahlung, die in Teilchenbeschleunigern auf der Erde erzeugt werden kann.

An der Erforschung dieser kosmischen Strahlung arbeitet am Pierre-Auger-Observatorium ein Team aus mehr als 370 Wissenschaftlern und Ingenieuren aus 17 Ländern. Die Arbeit mit dieser Strahlung war lange schwierig, da in hundert Jahren nur etwa ein Teilchen pro Quadratkilometer auf die Erde trifft. Die Partikeldetektoren des Observatoriums verteilen sich jedoch auf einer Fläche von 3.000 Quadratkilometern ? etwas mehr als die Größe des Saarlands ? und registrieren daher etwa dreißig hochenergetische Partikel pro Jahr.

In ihrer aktuellen Studie werteten die Forscher die Daten von knapp achtzig Partikeln aus, die innerhalb von drei Jahren registriert wurden. Von den 27 energiereichsten kamen 20 aus Richtung bekannter aktiver galaktischer Kerne. Käme die Strahlung wahllos aus allen Richtungen, sollten nur fünf oder sechs aus Richtung bekannter aktiver galaktischer Kerne kommen, erläutert Miguel Mostafa von der Universität von Utah. Auch können die Wissenschaftler aus der Untersuchung schließen, dass der Ursprung der Strahlung relativ nahe an der Milchstraße liegen muss. Würde die Strahlung von weiter her kommen, verlöre sie durch Wechselwirkung mit der kosmischen Hintergrundstrahlung, die durch den Urknall entstanden ist, an Energie, argumentieren die Forscher.

"Das ist das erste Mal, das wir wirklich in der Lage sind zu sagen, dass die höchstenergetischste kosmische Strahlung ihre Energie irgendwie aus den massiven Schwarzen Löchern in den Zentren einiger Galaxien beziehen", erläutert Brian Fick von der Technischen Universität in Michigan. Die Herausforderung sei nun, genug von diesen kosmischen Geschossen zu detektieren, um zu verstehen, was sie ins Weltall schleudert, so Paul Mantsch, Projektmanager des Observatoriums.
The Pierre Auger Collaboration: Science, Band 318, Seite 938

ddp/wissenschaft.de ? Gesa Graser


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