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Astronomie: Jagd nach den kosmischen Beschleunigern

Seit Jahrzehnten suchen Forscher nach den Verursachern der energiereichsten Strahlung im Weltall. Ein großes Observatorium stellt nun völlig neue Einblicke in Aussicht.
Supernovaüberrest im Cirrusnebel NGC 6960Laden...

Der Wunsch, den Sternenhimmel und das uns umgebende Universum zu verstehen, ist vermutlich so alt wie die Menschheit. Astronomie und Astrophysik haben uns diesem Ziel in den vergangenen Jahrzehnten deutlich näher gebracht. Diese Fortschritte beruhen zum einen darauf, dass Forscher immer größere und empfindlichere Teleskope gebaut haben. Zum anderen haben sie immer wieder neue Fenster zur Beobachtung des Sternenhimmels aufgestoßen.

Heutige Teleskope und Messinstrumente fangen längst nicht nur jenen Teil des Lichtspektrums auf, den Menschen mit bloßem Auge sehen können. Auf der Klaviatur des elektromagnetischen Spektrums entspricht dieses sichtbare Licht gerade mal einer Oktave. Die moderne Astronomie erfasst mittlerweile noch rund 70 weitere: von der langwelligen Radiostrahlung am einen Ende des Spektrums bis hin zur extrem kurzwelligen (und damit besonders energiereichen) Gammastrahlung am anderen.

Daneben ermöglichen noch weitere kosmische Boten Einblicke in weit entfernte Regionen des Alls. So werten Astrophysiker beispielsweise die bereits 1912 entdeckte kosmische Strahlung aus, ein Sammelsurium verschiedener Elementarteilchen und Atomkerne, die aus den Tiefen des Alls stammen und ständig auf die Erdatmosphäre einprasseln. Und sie untersuchen Neutrinos aus Gegenden fernab unseres Sonnensystems sowie die 2015 erstmals direkt nachgewiesenen Gravitationswellen.

Kosmische Neutrinos lassen sich am besten in riesigen, unterirdischen Detektoren dingfest machen. Gravitationswellen erfordern mehrere Kilometer lange Laserinterferometer. Die Astronomie mit Gammastrahlen hingegen setzt auf spezielle Teleskope mit einer ausgeklügelten Rekon­struktionstechnik. Während es für Neutrinos und Gravita­tionswellen bereits große Observatorien gibt, wird nun auch in der Gammaastronomie ein internationales Groß­projekt Wirklichkeit: das Cherenkov Telescope Array (CTA). Seine Teleskope sollen Photonen, also Lichtteilchen, aus den Weiten des Kosmos nachweisen, die zig Milliarden Mal mehr Energie haben als sichtbares Licht …

November 2019

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft November 2019

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  • Quellen

H.E.S.S. Collaboration: The H.E.S.S. galactic plane survey. Astronomy & Astrophysics 612, 2018

Hinton, J. A., Hofmann, W.: Teraelectronvolt astronomy. Annual Review of Astronomy and Astrophysics 47, 2009

Weekes, T. C. et al.: Observation of TeV gamma rays from the Crab Nebula using the Atmospheric Cerenkov Imaging Tecchnique.Astrophysical Journal 342, 1989