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Astrophysik

Weit gereist und voller Energie

Woher die energiereichsten Teilchen der kosmi­schen Strahlung stammen, versuchen Astrono­men durch aufwändige Messungen mit einem spezia­lisierten Observatorium herauszufinden. Jetzt wissen sie zumindest schon einmal, woher nicht.
Karte der hochenergetischen kosmischen Strahlung

Stammen die energiereichsten Teilchen der kosmi­schen Strahlung aus Quellen in unserer Milchstraße oder von außerhalb? Auf der Suche nach einer Antwort auf die Frage haben Astronomen mit dem Pierre-Auger-Observatorium in Argentinien seit 2004 mehr als 30 000 Teilchen mit Energien von über acht Exaelektronvolt – eine Million Mal energiereicher als die Teilchen in irdischen Beschleunigern – gesichtet und deren Herkunftsrichtungen vermessen. Sie prasselten nicht gleichmäßig auf die Erde ein. Aus einem Himmelsbereich 120 Grad vom Zentrum der Milchstraße entfernt ist ihre Rate um etwa sechs Prozent erhöht. Damit scheidet unsere Heimatgalaxie als Quelle so gut wie aus.

Anzeichen für diese Anisotropie tauchten am Auger-Observatorium schon vor Jahren auf. Doch erst jetzt sinkt die Wahrscheinlichkeit dafür, dass die Entdeckung auf Zufall beruht, auf ein Niveau von zwei zu zehn Millionen. Karl-Heinz Kampert von der Universität Wuppertal, Sprecher der Auger-Kollaboration von mehr als 400 Wissenschaftlern aus 18 Ländern, ordnet das Resultat ein: "Unsere Beobachtung zeigt eindrucksvoll, dass die Orte der Beschleunigung außerhalb der Milchstraße liegen."

Vermutet hatten das Astronomen schon lange. In unserer Milchstraße fehlen schlicht solche kosmischen Teilchenbeschleuniger, die in der Lage wären, derarti­ge Energien zu erreichen. Supernova-Explosionen und selbst ihre extremen Vertreter, die Hypernovae, schaffen nur ein Tausendstel der Energie der von Auger untersuchten Teilchen. Doch die Beweisführung, dass diese Exemplare wirklich von außerhalb der Milchstraße stammen, ist schwierig – aus drei Gründen …

März 2018

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum der Wissenschaft März 2018

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