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Hinweis inmitten der Milchstraße: Forscher könnten uraltes Rätsel entschlüsseln

Forscher haben einen Gammablitz entdeckt, der die Existens kosmischer Superbeschleuniger bestätigen könnte.
Forscher haben einen Gammablitz entdeckt, der die Existens kosmischer Superbeschleuniger bestätigen könnte.
Foto: Getty Images/sakkmesterke
Forscher haben einen Gammablitz inmitten der Milchstraße entdeckt. Er hat mit 957 Billionen Elektronenvolt den Rekord für die energiereichste bislang beobachtete Gammastrahlung gebrochen.

Unsere Heimatgalaxie, die Milchstraße, besteht aus hunderten Milliarden Sternen. Im Mittel besitzt jeder dieser Sterne mindestens einen Planeten. Für unsere menschlich begrenzte Vorstellungskraft sind das Ausmaße, die wir uns nur schwerlich vor Augen führen können. In ähnlichen Sphären spielt sich auch das ab, was Astronomen nun beobachtet haben: ein Gammablitz mit einer Energie von 957 Teraelektronenvolt (957 Billionen Elektronenvolt, eV).

Galaktisch verformt: Die Milchstraße hat eine Beule
Galaktisch verformt: Die Milchstraße hat eine Beule

Bei Gammablitzen (Gamma Ray Bursts, GRBs) dar handelt es sich um Energieausbrüche sehr hoher Leistung, die große Mengen elektromagnetischer Strahlung ins All befördern. Aktuell wird davon ausgegangen, dass sie entweder durch die Kollision zweier Neuetronensterne oder durch eine Hypernova, also eine Supernova, also die Explosion eines massereichen Sterns, mit einer elektromagnetisch abgestrahlten Energie von mehr als 10 Joule, entstehen.

Gammablitz entdeckt – das macht ihn besonders

Nicht nur bricht der gemessene Gammablitz den bisherigen Rekord um das Doppelte, er kommt zudem einem entscheidenden Grenzwert nahe. Mit seiner Energie fehlen dem Stoß lediglich 43 Teraelektronenvolt (TeV) bis zum Petaelektronenvolt (PeV), also einer Billiarde Elektronenvolt. Auch in seiner bisherigen Größenordnung dient das Phänomen allerdings als Bestätigung für Existenz kosmischer Teilchenbeschleuniger, die Photonen in der Milchstraße auf diese Energien bringen können.

Solche Superbeschleuniger werden in Anlehnung an das "TeVatron", den ersten von Menschen gebauten Beschleuniger, der Energien von einem TeV erreichte, als "PeVatron" bezeichnet. "Diese bahnbrechende Arbeit öffnet ein neues Fenster für die Erforschung des extremen Universums", sagt der Physiker Jing Huang von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften in Peking (via ScienceAlert). "Der Beobachtungsnachweis ist ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur Entschlüsselung der Ursprünge der kosmischen Strahlung, die die Menschheit seit mehr als einem Jahrhundert vor ein Rätsel stellt."

Der mitunter in EurokAlert, einem Journal der American Association for the Advancement of Science, veröffentlichte Nachweis war der energiereichste in einer Reihe von 23 ultrahochenergetischen Gammastrahlen, die das Team oberhalb des Bereichs von 398 TeV an ASgamma, einer seit 1990 von China und Japan gemeinsam betriebenen Anlage in Tibet, entdeckt hat.

Die Milchstraße und ihre Geheimnisse

"Von toten PeVatrons, die wie Dinosaurier ausgestorben sind, können wir nur den Fußabdruck sehen – die kosmische Strahlung, die sie über ein paar Millionen Jahre produziert haben, verteilt über die galaktische Scheibe", sagt der Astrophysiker Masato Takita von der University of Tokyo in Japan.

"Wenn wir echte, aktive PeVatrons lokalisieren können, können wir viele weitere Fragen untersuchen. Welche Art von Stern emittiert unsere Sub-PeV-Gammastrahlen und verwandte kosmische Strahlung? Wie kann ein Stern die kosmische Strahlung auf PeV-Energien beschleunigen? Wie breiten sich die Strahlen innerhalb unserer galaktischen Scheibe aus?"

Was würde außerdem geschehen, wenn ein Gammablitz dieser Stärke die Erde treffen würde? Immerhin bewegen sich die Gammastrahlenausbrüchen (GRB) so schnell, dass sie sogar mit Einsteins Relativitätstheorie kollidieren. Auf diese und weitere Fragen könnten Astronomen bald verlässliche Antworten finden.

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