"Das Zeitalter der kosmischen Strahlenastronomie ist angebrochen"
Internationale Wissenschaftler der Pierre Auger Collaboration haben festgestellt, dass galaktische Kerne die wahrscheinlichste Quelle höchstenergetischer kosmischer Strahlen sind. Diese energetischen Teilchen, die gelegentlich auf die Erde treffen, bewegen sich fast mit Lichtgeschwindigkeit durchs Universum. Obwohl sie erstmals vor fast 70 Jahren entdeckt wurden, gab ihre Quelle weiterhin Rätsel auf. Die Forschung, über die in einem Artikel in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift "Science" berichtet wird, zeigt, dass Quellen höchstenergetischer Teilchen - Protonen und Atomkerne - nicht gleichmäßig im Himmel verteilt sind, sondern einen Zusammenhang mit nahe gelegenen Galaxien aufweisen, in deren Zentren sich aktive Kerne befinden. Es wird vermutet, dass Aktive Galaktische Kerne (Active Galactic Nuclei - AGN) von supermassiven Schwarzen Löchern angetrieben werden. Während sich jedoch im Zentrum der meisten Galaxien Schwarze Löcher befinden, haben nur wenige AGN. Wissenschaftler sind der Meinung, dass Galaxien, die über einen AGN verfügen, in den letzten paarhundert Millionen Jahren wahrscheinlich mit einer anderen Galaxie kollidiert sind oder eine andere massive Störung erfahren haben. "Wir haben einen großen Schritt gemacht, um das Rätsel der Art und des Ursprungs der energiereichsten kosmischen Strahlung zu lösen", sagt Nobelpreisträger Professor James Cronin von der Universität Chicago, der das Pierre-Auger-Observatorium für kosmische Strahlung mit Professor Alan Watson von der Universität Leeds konzipierte. "Wir stellen fest, dass der Himmel der südlichen Hemisphäre bei Beobachtung in ultra-hochenergetischer kosmischer Strahlung ungleichmäßig ist. Dies ist eine grundlegende Entdeckung. Das Zeitalter der kosmischen Strahlenastronomie ist angebrochen. In den nächsten paar Jahren werden wir anhand unserer Daten die genauen Quellen der kosmischen Strahlen ermitteln und herausfinden können, wie sie diese Teilchen beschleunigen." "Dieses Ergebnis kündigt ein neues Fenster in das umliegende Universum und den Beginn der kosmischen Strahlenastronomie an", ergänzt Professor Watson. "Da wir immer mehr Daten sammeln, können wir einzelne Galaxien auf völlig neue Art und Weise eingehend betrachten. Wie wir prognostiziert haben, erstellt unser Observatorium ein neues Bild des Universums auf der Grundlage kosmischer Strahlung." Das nach dem französischen Physiker Pierre Auger benannte Observatorium für kosmische Strahlung, der im Jahr 1938 erstmals kosmische Strahlung entdeckte, befindet sich in der Pampa Amarilla, einer riesigen Ebene in Westargentinien. Das Observatorium - welches sich zwar noch im Bau befindet - wird seit 2004 betrieben und hat bisher fast eine Million kosmische Strahlenschauer registriert, von denen nur 77 Ultrahochenergie (über 4x1019 Elektronenvolt) aufwiesen. "Kosmische Strahlen mit niedriger Energie gibt es reichlich. Sie kommen aus allen Richtungen, hauptsächlich aus unserer Milchstraße", erklärt Dr. Paul Mantsch, Projektmanager des Observatoriums. "Bisher war die einzige mit Sicherheit bekannte Quelle kosmischer Strahlenteilchen die Sonne. Kosmische Strahlen aus anderen wahrscheinlichen Quellen wie explodierenden Sternen nehmen verschlungene Pfade durch den Weltraum, sodass es unmöglich ist, ihren Ursprung zu bestimmen, wenn sie auf der Erde angekommen sind." Der Grund hierfür liegt darin, dass Teilchen mit niedrigeren energetischen Profilen von galaktischen oder intergalaktischen Magnetfeldern abgelenkt werden. Hochenergetische Teilchen nehmen hingegen einen fast geraden Weg von ihrem Ursprungspunkt aus. "Bei Betrachtung der energiereichsten kosmischen Strahlen aus den gewaltigsten Quellen verweisen diese auf ihren Ursprung", so Dr. Mantsch. "Die Herausforderung besteht jetzt darin, genügend dieser kosmischen Geschosse aufzuzeichnen, um die Prozesse zu verstehen, die sie in den Weltraum schleudern." Da die energiereichsten kosmischen Strahlen so selten sind, - ein Ereignis pro Quadratkilometer und Jahrhundert, - muss ein Observatorium zur Erfassung derartiger Ereignisse außergewöhnlich groß sein: Das Auger-Observatorium besteht aus einem Netzwerk von 1 600 Teilchendetektoren, von denen 1 400 bereits eingerichtet wurden, die im Abstand von 1,5 Kilometern auf 3 000 Quadratkilometern aufgestellt sind. 24 speziell entwickelte Teleskope zeichnen beim Eintreten der Teilchen in die obere Erdatmosphäre aus der Leuchtspur der Teilchen ein optisches Bild in der Luft auf. Während die Auger Collaboration bereits Pläne für einen zweiten, noch größeren Standort weiter nördlich im US-Bundesstaat Colorado entwickelt, arbeiten mehr als 370 Wissenschaftler und Techniker aus 17 Ländern der Welt noch an der Fertigstellung des argentinischen Standorts. Die teilnehmenden Länder und Organisationen, einschließlich zehn EU-Mitgliedstaaten und des lateinamerikanischen Netzwerks Formación Académia-European Community (ALFA-EC), teilen sich die Mittel für den Bau in Höhe von 54 Millionen US-Dollar (37 Millionen Euro).
Länder
Argentinien