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NEUTRINOS
Neutrinos künden von erster Sternengeneration
von Rainer Kayser
6. November 2001

Die gewaltigsten Explosionen im Kosmos, so genannte Gammastrahlungs-Ausbrüche (Gamma Ray Bursts), schicken nach Ansicht zweier Astronomen eine Art Vorwarnung voraus. Zehn Sekunden vor dem Gamma-Ausbruch erfolgt demnach ein ebenso gewaltiger Ausbruch von hochenergetischen Neutrinos. Die Beobachtung dieser Neutrinos könnte, so die Forscher im Fachblatt Physical Review Letters, Aufschluss über die erste Sternengeneration im Kosmos liefern.

Unsere Erde wird jeden Tag von ein oder zwei Gammastrahlungs-Schauern getroffen, die jeweils nur wenige Sekunden andauern. Ihr Ursprung liegt in fernen Galaxien. Welche physikalischen Vorgänge für die Aussendung der hochenergetischen Strahlung verantwortlich ist, ist noch unklar. Peter Meszaros von der Penn State University in den USA und Eli Waxman vom Weizmann Institute of Science in Israel glauben, dass der Kollaps massiver Sterne für die Mehrheit der Ausbrüche verantwortlich ist.

In ihrem Modell kollabiert das Innere eines solchen Sterns zu einem Schwarzen Loch, dabei wird ein Teil der Sternenmaterie in einem gebündelten Strahl (ein so genannter Jet) nach außen geschleudert. Durch den Zusammenprall dieser Materie mit Gas in der Umgebung des kollabierenden Sterns kommt es, so Meszaros und Waxman, zur Erzeugung der Gammastrahlung. Interne Schockwellen in dem Materiestrahl erzeugen aber bereits zuvor eine große Zahl von hochenergetischen Neutrinos. Neutrinos sind elektrische neutrale, nahezu masselose Teilchen, die sehr schwer nachweisbar sind.

Meszaros und Waxman vermuten weiter, dass es in der Frühzeit des Kosmos viele massive Sterne gab, bei deren Kollaps der Materiestrahl jedoch "verschluckt" wurde, also nicht nach außen dringen konnte. So kündet zwar kein Gamma-Ausbruch vom Schicksal dieser Sterne, aber die beim Kollaps erzeugten Neutrinos sollten mit großen Detektoranlagen nachweisbar sein. Solche Anlagen sind zum Beispiel in der Antarktis geplant, wo die Wissenschaftler einen kubikkilometergroßen Bereich des Eises als Detektor nutzen wollen.

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