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News: Warum Astronomen in die Erde schauen

Sie sind unsichtbar, fast ohne Masse und reisen mit wahnsinniger Geschwindigkeit durch das Weltall. Gemeint sind die Neutrinos: energiereiche Elementarteilchen, die Informationen aus den Tiefen des Universums bergen. Jetzt haben Forscher diese Neutrinos sichtbar gemacht: Mit einem Teleskop, das in die Erde gerichtet ist.
"Unsere einzigartige Sonde hat eine Empfindlichkeit, die jenseits aller bisherigen Experimente liegt. Und die Neutrinos, die wir jetzt sahen, sind energiereicher als alle bisher bekannten", schwärmt Francis Halzen vom Department of Physics der University of Wisconsin-Madison und Sprecher des Antarctic Muon and Neutrino Detector Array (AMANDA). Das internationale Team von Wissenschaftlern hat mit einer Art Teleskop gerade erstmals energiereiche Neutrinos beobachtet - weit gereiste Boten aus dem Universum, die winzig klein, ohne Ladung und fast masselos sind.

Das AMANDA-Teleskop besteht aus 302 Licht-verstärkenden Röhren und ist fast zwei Kilometer unter dem Südpol im ewigen Eis eingeschlossen. Mit seiner Hilfe erhoffen sich die Forscher Einblicke in die Geheimnisse von schwarzen Löchern, Quasaren oder explodierenden Sternen - den Quellen der Neutrinos.

Auch wenn wir sie nicht sehen und nicht spüren: Ständig durchschlagen die energiereichen Neutrinos unsere Erde. Komplett mit Mann und Maus. Die meisten bekannten - weil auf der Erde messbaren - Formen sind jedoch energieärmer: Sie entstehen beispielsweise wenn die kosmische Strahlung auf die irdische Atmosphäre trifft. Die mit AMANDA beobachteten Verwandten aus den Tiefen des Universums sind um das 10 000-fache energiereicher und viel schneller: Sie stammen aus den Schwarzen Löchern im Zentrum der Galaxien und deren energiereichen Rändern.

Neutrinos sind so klein, dass sie extrem selten mit einem anderen Teilchen zusammenstoßen, sie haben kaum eine Masse und tragen keine Ladung. Daher rasen die meisten ungebremst und geradlinig durch die Erde. Das macht sie für die Wissenschaftler besonders interessant, denn könnten sie ihre Flugbahn zurückverfolgen, würden sie den Weg zur Quelle der kosmischen Strahlung weisen.

Allein die Tscherenkow-Strahlung verrät sie, denn in den seltenen Fällen, in denen Neutrinos mit Materie zusammenstoßen, setzen sie ein Muon und Energie frei. Und die ist sichtbar: Auf seinem Weg zieht das Neutrino einen Schweif aus blauem Licht hinter sich her - ein kurzlebiger, indes entscheidender Hinweis auf seine Flugbahn. Um den vergänglichen Schimmer überhaupt wahrnehmen zu können, müssen andere hochenergetische Störfaktoren herausgefiltert werden. Als Filter dient den Wissenschaftlern dabei die Masse der Erde. AMANDA beobachtet am Südpol also die Lichtblitze der aus Richtung Nordpol kommenden Neutrinos - und steckt deshalb kopfüber im kristallklaren Polareis.

Innerhalb von 138 Tagen registrierten die Forscher 263 Neutrinos - noch nicht genug, um deren Herkunft zu berechnen. Daher planen sie bereits ein noch größeres Neutrino-Teleskop mit 4800 optischen Modulen, die einen Kubikkilometer Eis füllen sollen. IceCube soll das größte Experiment der Welt werden und John Bahcall vom Institute für Advanced Study der Princeton University freut sich schon jetzt, schließlich markiere diese Errungenschaft den Beginn einer neuen Wissenschaft: "Die extragalaktische Astronomie mit Neutrinos".

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