Auf diese Art und Weise wollen die Forscher auch ein anderes kosmisches Phänomen entschlüsseln. Vor 100 Jahren, am 6. August 1912, entdeckte der österreichische Physiker Victor Hess (1883 bis 1964) auf einer Ballonfahrt, dass in die obere Atmosphäre eine gleichmäßige Strahlung eindringt. Die Entdeckung brachte ihm später den Nobelpreis für Physik ein. Mittlerweile wissen Forscher, dass es sich bei dieser kosmischen Strahlung vor allem um Atomkerne handelt. In der Physik sind Teilchen und Strahlung zwei Seiten derselben Medaille.
Die Atomkerne flitzen seit Jahrmillionen durch den Raum, einige von ihnen treffen die Erde. Aber woher kommen sie? Die Frage ist auch heute nicht leicht zu beantworten. „Da es sich um geladene Teilchen handelt, werden sie durch Magnetfelder abgelenkt“, sagt Olaf Reimer, Astroteilchenphysiker von der Universität Innsbruck. Und solche Magnetfelder finden sich überall im Universum. Sie wirbeln Atomkerne wild durcheinander. Man darf also als Astronom nicht in die Richtung schauen, aus der sie auf die Erde getroffen sind, denn sie können aus einer ganz anderen Quelle stammen.
Hängen Gammablitze und kosmische Strahlung zusammen?
Daher halten Astronomen vornehmlich nach elektrisch neutralen Teilchen Ausschau. Dazu zählen auch die Teilchen der Gammastrahlung. Sie werden nicht von Magnetfeldern abgelenkt und kommen in gerader Linie von ihrem Ursprung zur Erde geflogen. Mittlerweile haben Forscher über hundert Regionen im All ausgemacht, die Teilchen der kosmischen Strahlung in Richtung Erde schießen können. Oft handelt es sich um die Relikte von Sternenexplosionen in der Milchstraße. Eine solche Supernova stößt eine Schockwelle aus, die sich für Tausende von Jahren in alle Richtungen ausdehnt. Trifft sie an einer Stelle auf eine interstellare Gaswolke, kann sie die darin enthaltenen Atomkerne so stark anschubsen, dass sie in die Tiefen des Weltalls geschleudert werden.
Damit lassen sich aber nicht alle kosmischen Partikel erklären, die Forscher mit ihren Detektoren nachweisen. Denn einige der Teilchen sind dafür viel zu schnell. „Für sie kommen nur Quellen außerhalb unserer Galaxie infrage“, sagt Olaf Reimer.
Lange war man dazu auf extrem teure Satelliten angewiesen, die mit ihren keinen Quadratmeter großen Detektoren nur einen winzigen Teil des kosmischen Bombardements auffangen können. Eine Handvoll Experimente leistet inzwischen von der Erdoberfläche aus Pionierarbeit. Dort lassen sich Gammastrahlen aus dem Weltall über eine Fläche nachweisen, die der Größe eines Fußballstadions entspricht. Werner Hofmann ist Sprecher eines solchen Observatoriums mit dem Namen High Energy Stereoscopic System (Hochenergie-Stereoskopie-System, abgekürzt: Hess), das auf einer Hochebene in Namibia steht. Es nutzt seit neun Jahren vier Teleskope, die sich eines Tricks bedienen, um Gammastrahlen zu detektieren: Sie registrieren nicht die Strahlen selbst, sondern Lawinen von Elementarteilchen, die auf die Erde fallen, wenn Gammastrahlen in der Atmosphäre ein Luftteilchen treffen. Jeder dieser Teilchenschauer bringt einen Ausschnitt des Himmels für den Bruchteil einer Sekunde zum Leuchten.
Victor Hess entdeckte die kosmische Strahlung
Auf diese Art und Weise wollen die Forscher auch ein anderes kosmisches Phänomen entschlüsseln. Vor 100 Jahren, am 6. August 1912, entdeckte der österreichische Physiker Victor Hess (1883 bis 1964) auf einer Ballonfahrt, dass in die obere Atmosphäre eine gleichmäßige Strahlung eindringt. Die Entdeckung brachte ihm später den Nobelpreis für Physik ein. Mittlerweile wissen Forscher, dass es sich bei dieser kosmischen Strahlung vor allem um Atomkerne handelt. In der Physik sind Teilchen und Strahlung zwei Seiten derselben Medaille.
Die Atomkerne flitzen seit Jahrmillionen durch den Raum, einige von ihnen treffen die Erde. Aber woher kommen sie? Die Frage ist auch heute nicht leicht zu beantworten. „Da es sich um geladene Teilchen handelt, werden sie durch Magnetfelder abgelenkt“, sagt Olaf Reimer, Astroteilchenphysiker von der Universität Innsbruck. Und solche Magnetfelder finden sich überall im Universum. Sie wirbeln Atomkerne wild durcheinander. Man darf also als Astronom nicht in die Richtung schauen, aus der sie auf die Erde getroffen sind, denn sie können aus einer ganz anderen Quelle stammen.
Hängen Gammablitze und kosmische Strahlung zusammen?
Daher halten Astronomen vornehmlich nach elektrisch neutralen Teilchen Ausschau. Dazu zählen auch die Teilchen der Gammastrahlung. Sie werden nicht von Magnetfeldern abgelenkt und kommen in gerader Linie von ihrem Ursprung zur Erde geflogen. Mittlerweile haben Forscher über hundert Regionen im All ausgemacht, die Teilchen der kosmischen Strahlung in Richtung Erde schießen können. Oft handelt es sich um die Relikte von Sternenexplosionen in der Milchstraße. Eine solche Supernova stößt eine Schockwelle aus, die sich für Tausende von Jahren in alle Richtungen ausdehnt. Trifft sie an einer Stelle auf eine interstellare Gaswolke, kann sie die darin enthaltenen Atomkerne so stark anschubsen, dass sie in die Tiefen des Weltalls geschleudert werden.
Damit lassen sich aber nicht alle kosmischen Partikel erklären, die Forscher mit ihren Detektoren nachweisen. Denn einige der Teilchen sind dafür viel zu schnell. „Für sie kommen nur Quellen außerhalb unserer Galaxie infrage“, sagt Olaf Reimer.
Eine Möglichkeit wäre, dass die schnellen kosmischen Teilchen zusammen mit den Gammablitzen entstehen. Erste Messungen sprechen zwar dagegen, aber die gewaltigen Strahlungsausbrüche werden noch genauer untersucht. Das Hess-Observatorium in Namibia ist vor wenigen Tagen um ein fünftes Teleskop erweitert worden, das viel größer ist als die bisherigen vier. „Damit können wir nun auch besonders schnell vorübergehende Phänomene beobachten“, sagt Werner Hofmann. Zum Beispiel das verdächtige Blitzen der Gammastrahlung in einer fernen Galaxie.