Stammt die energiereichste kosmische Strahlung aus Quasaren?

News: Stammt die energiereichste kosmische Strahlung aus Quasaren?

Auf die obersten Schichten der Atmosphäre treffen Teilchen der kosmischen Strahlung, die manchmal so viel Energie besitzen, daß sie vermutlich fast mit Lichtgeschwindigkeit durch den Weltraum gerast sind. Bislang wissen die Wissenschaftler noch nicht, woher diese Teilchen stammen, sie vermuten nur, daß sie irgendwo im Umkreis von 60 Millionen Lichtjahren entstanden sind. Zwei Astronomen äußerten jetzt die Ansicht, daß es sich um eine neue Art von subatomaren Teilchen handeln könnte, die fast durch das ganze Universum gereist sind.

Glennys Farrar von der New York University und Peter Biermann vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie haben die fünf energiereichsten registrierten Einschläge kosmischer Strahlung auf der Erde genauer untersucht. Sie rekonstruierten die Bahnen der Teilchen mit Hilfe der Daten vom Fly's Eye-Detektor in Utah, dem Haverah Park-Detektor in England und dem AGASA shower array in Japan. Jeder der fünf Wege verlief zum Ort eines kompakten Quasars, der im Radiowellenbereich extrem viel Energie abstrahlt. Die Entfernung zu diesen Quasaren lag zwischen vier bis fünf und 13 bis 16 Milliarden Lichtjahren.

Derartige Distanzen liegen weit über der Greisen-Zatsepin-Kuzmin-Grenze von 60 Millionen Lichtjahren. Nach der Theorie besteht die kosmische Strahlung nämlich vorwiegend aus Protonen, die mit den Rest-Photonen des Urknalls kollidieren, wenn sie über eine gewisse Mindestenergie verfügen. Dabei verlieren sie an Energie und erreichen die Erde deutlich geschwächt.

Um das Überschreiten der Grenze erklären zu können und auch das Fehlen jeglicher Ablenkung durch intergalaktische Magnetfelder auf dem Weg zur Erde, nahmen die Wissenschaftler an, daß die extrem energiereiche kosmische Strahlung nicht aus Protonen besteht. Stattdessen sind es ihrer Ansicht nach neue subatomare Teilchen wie zum Beispiel das SO, das aus drei Quarks (up, down und strange) aufgebaut ist und von einem Gluino zusammengehalten wird. Das SO hätte zwei Eigenschaften, die ihm eine Reise über große Entfernungen erleichtern würden: Es ist elektrisch ungeladen und wechselwirkt deshalb nicht so stark mit Photonen, und es ist zwei- bis dreimal so schwer wie ein Proton, weshalb es bei Zusammenstößen weniger Energie verlieren würde.

Nach Aussage der Wissenschaftler ist der Zusammenhang zwischen der Richtung, aus welcher die Strahlung stammt, und der Position der Quasare extrem eng. Die Wahrscheinlichkeit, daß es sich um eine zufällige Übereinstimmung handelt, liegt unter 0,5 Prozent. Sollten sich die Ergebnisse durch weitere Untersuchungen bestätigen, so die Forscher, muß angenommen werden, daß die kosmische Strahlung von hoher Energie aus anderen Teilchen zusammengesetzt ist als die Strahlung von geringer Energie.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 19.8.1998
"Mit voller Wucht"
Spektrum der Wissenschaft 3/97, Seite 44
"Kosmische Strahlung höchster Energie"
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