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Wissenschaft

Fehlende Neutrinos

Kosmische Strahlung entsteht anders als vermutet

Die kosmische Strahlung im Weltall hat offenbar andere Ursachen als bisher angenommen. Mit einem Teleskop am Südpol haben Forscher herausgefunden, dass der Kollaps massereicher Sterne doch nicht die Quelle des Teilchenbombardements ist.

IceCube / dapd

"IceCube"-Sensoren (Illustration): Theorie zur Ursache der kosmischen Strahlung wackelt

Donnerstag, 19.04.2012   12:09 Uhr

London - Ohne Pause prasselt ein Teilchenhagel aus dem Weltall auf unsere Erdatmosphäre ein und lässt dort durch Kollisionen Myriaden von Sekundärteilchen entstehen. Diese kosmische Strahlung, die aus elektrisch geladenen Partikeln besteht, wird bei ihrem Weg durchs All von zahlreichen Magnetfeldern abgelenkt. Deswegen können Forscher nicht ohne weiteres auf ihre Quelle schließen. "Wir wissen, dass es diese hochenergetische Strahlung gibt - aber wir wissen nicht, woher sie kommt", sagt Alexander Kappes vom Deutschen Elektronen-Synchrotron (Desy) in Hamburg.

Er ist einer der Autoren einer Forschungsarbeit im Fachblatt "Nature", die nun die bisherige Theorie zur Entstehung der kosmischen Strahlung in Frage stellt. Bisher hatten die Wissenschaftler sogenannte Gamma Ray Bursts im Verdacht: "Das sind nach dem Urknall die gewaltigsten Explosionen, die wir im Kosmos kennen", erläutert Kappes. Gammablitze können binnen Sekundenbruchteilen mehr Energie freisetzen als die Milchstraße mit ihren 200 Milliarden Sternen innerhalb eines ganzen Jahres.

Laut der gängigen Theorie entstehen Gammablitze, wenn massereiche Sterne in fremden Galaxien zu Schwarzen Löchern kollabieren. Dabei, so dachte man bisher, sollte genug Energie entstehen, um die Teilchen im All auf die beobachteten Geschwindigkeiten zu beschleunigen.

Gamma Ray Bursts sollten allerdings auch Neutrinos entstehen lassen und zur Erde schleudern. Neutrinos sind ultraleichte Elementarteilchen, die sich nur schwer nachweisen lassen. Und hier setzte nun das Team an, zu dem auch Kappes gehörte. Unter Leitung von Nathan Whitehorn von der University of Wisconsin versuchten die Forscher zwei Jahre lang, diese Teilchen in der kosmischen Strahlung nachzuweisen.

Dafür nutzten sie das Neutrino-Teleskop "IceCube" in der Antarktis. Es besteht aus vielen tausend Sensoren, die in großer Tiefe ins Eis eingelassen sind. Die Eisdecke selbst ist somit ein Teil des Detektors dieses Teleskops: Neutrinos, die aus dem All auf die Eisdecke prallen und dort mit Atomkernen zusammenstoßen, werden von den Sensoren registriert.

Die Wissenschaftler fanden allerdings kein einziges Neutrino, das zu einer der Sternexplosionen passte, die zu dieser Zeit stattfanden. Nach Ansicht der Forscher kann das zwei Gründe haben:

Eine andere mögliche Quelle der kosmischen Strahlung sind extrem massereiche Schwarze Löcher im Zentrum von Galaxien, vermuten die Forscher. In den kommenden Jahren wollen sie nun das "IceCube"-Teleskop am Südpol ausbauen und weitere Messungen zur kosmischen Strahlung durchführen.

chs/dapd

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