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KOSMISCHE STRAHLUNG
Quelle hochenergetischer Teilchen aufgespürt
von Rainer Kayser
18. Januar 2005

Ständig wird die Erde von einem Teilchenstrom aus dem All bombardiert. Von den meisten dieser Teilchen kennt man die Quelle: unsere Sonne. Für einige äußerst energiereiche Partikel konnten die Astronomen bislang jedoch beim besten Willen keine Quelle ausmachen. Jetzt glaubt eine Wissenschaftlerin die Herkunft von zumindest fünf Partikeln zurückverfolgen zu können: zwei Galaxienhaufen in 450 Millionen Lichtjahren Entfernung.



Stammen hochenergetische kosmische Partikel aus zwei Galaxienhaufen? Hier ein Hubble-Bild des Haufens Abell 2218. Foto: W. Couch (University of New South Wales), R. Ellis (Cambridge University), NASA / NSSDC

Zwei kollidierende Galaxienhaufen in 450 Millionen Lichtjahren Entfernung erzeugen die energiereichsten Partikel, die aus den Tiefen des Alls in die irdische Atmosphäre eindringen. Zu diesem Schluss ist jetzt eine amerikanische Astrophysikerin nach der Auswertung der von zwei großen Detektoranlagen über einen Zeitraum von zehn Jahren gesammelten Daten gekommen. Bislang hatten die Wissenschaftler vergeblich nach den Quellen der ultrahochenergetischen kosmischen Strahlung gefahndet.

Als kosmische Strahlung bezeichnen die Astrophysiker energiereiche Teilchen, vor allem Protonen, die ständig aus dem Weltall kommend auf die Erde prasseln. Viele dieser Teilchen stammen von der Sonne, die energiereicheren zumeist von fernen Sternexplosionen. Vor ein Rätsel stellen die Forscher die nochmals um das Tausendfache energiereicheren Teilchen - ein einziges derartiges Proton besitzt die Energie eines fliegenden Golfballs -, die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit in die Atmosphäre eindringen. Pro Quadratkilometer trifft nur ein einziges solches Teilchen pro Jahrhundert die Erde. Nur etwa einhundert dieser Ereignisse haben die Detektoren der Forscher bislang registriert, und alle scheinen sie aus verschiedenen Richtungen zu uns zu kommen.

Nun gelang es jedoch Glennys Farrar von der New York University zu zeigen, dass fünf dieser Protonen aus fast exakt der gleichen Richtung zu uns gekommen sind. Folgt man dieser Richtung zurück in die Tiefen des Alls, so stößt man in 450 Millionen Lichtjahren Entfernung auf zwei gewaltige Galaxienhaufen, die zusammenstoßen. Bei dieser Kollision kann es zu einer spagettiartigen Verwicklung und anschließenden Umstrukturierung der gewaltigen Magnetfelder der Galaxienhaufen kommen. Diese Prozesse setzen große Energiemengen frei, durch die nach Ansicht der Forscher die Protonen beschleunigt und Richtung Erde katapultiert werden.

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