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Gamma-Astronomie: Auf der Spur der kosmischen Beschleuniger

Die vielleicht spektakulärsten Phänomene des Weltalls verraten sich durch extrem energiereiche kosmische Strahlung. Um deren Quellen zu identifizieren, gehen Gammaastronomen höchst trickreich vor.
© Laboratoire d'Annecy-le-Vieux de Physique des Particules (LAPP)
Victor Franz Hess stand vor keiner leichten Aufgabe, als er die ungewöhnlichen Ergebnisse seiner Forscherkollegen zu erklären versuchte. Um 1912 wurde die beobachtete Ionisation von Luftmolekülen in der Atmosphäre weithin mit einer irdischen Ursache begründet: Strahlung nämlich, die von radioaktiven Substanzen im Boden ausgeht. Einige wenige Wissenschaftler hatten jedoch festgestellt, dass die Luftionisation mit zunehmender Höhe keineswegs so stark abnahm, wie die Modelle vermuten ließen. Vielerorts herrschte allerdings die Überzeugung, dies sei schlicht das Ergebnis von Messfehlern und der Verwendung unzuverlässiger Instrumente.

Beinahe hätte man so eine der wichtigsten Informationsquellen übersehen, die das Universum uns bereitstellt. Victor Hess aber (1883 – 1964) entdeckte sie. Bei Ballonfahrten in die nahe Atmosphäre stellte er fest, dass die Leitfähigkeit der Luft mit der Höhe sogar zunimmt, und postulierte daraufhin die Existenz einer »Höhenstrahlung«. Tatsächlich wurde mit der Zeit klar, dass die Erde einem fortwährenden Bombardement geladener Teilchen aus dem All ausgesetzt ist. 1936 erhielt Hess für seine Entdeckung den Nobelpreis, und seit einigen Jahren erinnern auch die HESS-Gammastrahlenteleskope in Namibia an den österreichischen Physiker. Doch dazu später.

Die kosmische Strahlung, wie sie mittlerweile genannt wird, fasziniert Astronomen und Astroteilchenphysiker bis heute. Immerhin liefert sie ihnen Daten (und Materie) aus den entferntesten Regionen im Kosmos. Ihren Hauptanteil machen geladene Teilchen wie Wasserstoff- und Heliumkerne, also Protonen und Alphateilchen, sowie Elektronen aus. Einige von ihnen sind wahre ...

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