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Signal aus dem All trifft Erde und keiner kennt seine Herkunft – „Was zur Hölle passiert hier?“

Wie ein Signal aus dem All ist ein hochenergetisches Partikel inmitten kosmischer Strahlung auf die Erde geprallt. Es hinterlässt Forscherinnen und Forscher völlig ratlos.

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Parker Solar Probe entdeckt Radioemission der Venus

Die Datensonifikation im Video übersetzt die Daten des Instruments FIELDS der Parker Solar Probe in Ton. FIELDS entdeckte eine natürliche, niederfrequente Radioemission, als es sich durch die Venusatmosphäre bewegte, die den Wissenschaftlern half, die Dichte der elektrisch geladenen oberen Atmosphäre des Planeten, der Ionosphäre, zu berechnen.

Im Weltraum gibt es unzählige Objekte und Phänomene, von denen die Menschheit nur einen Bruchteil bereits kennt. Und mitunter kann etwas aus den Weiten des Universums wie ein Signal aus dem All auf die Erde treffen. Dann ist das Aufsehen groß – vor allem, wenn damit jede Menge ungeklärte Fragen einhergehen. So wie bei einem ganz speziellen Partikel, das man vor einiger Zeit registrierte und dessen Herkunft noch völlig unklar bleibt.

Signal aus dem All: Rätseln über Herkunft – „Da war gar nichts“

Laut einer neuen Untersuchung konnten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler ein sehr seltenes und extrem energiereiches Partikel feststellen, dass wie ein Signal aus dem All als Teil der kosmischen Strahlung seinen Weg auf die Erde gefunden hatte. Das Teilchen taufte man Amaterasu, nach der japanischen Sonnengöttin. Obwohl die dazugehörige Studie erst jetzt veröffentlicht wurde, entdeckte man es bereits 2021, wie aus einem Begleitartikel bei Nature hervorgeht.

Durch Amaterasu gehört die dazugehörige Strahlung zu den energiereichsten, die man jemals wahrnehmen konnte. Nur das sogenannte Oh-My-God-Partikel von 1991 war stärker. Doch die Frage nach dem Ursprung wirft Fragen auf. Denn für gewöhnlich entstehen solche Partikel nur durch die kraftvollsten Phänomene im Weltall, wie zum Beispiel explodierende Sterne oder Schwarze Löcher.

Toshihiro Fujii, federführender Autor des Forschungsprojektes, und sein Team wollten es herausfinden – und standen plötzlich vor dem buchstäblichen Nichts: „Da war gar nichts.“ Co-Autor John Matthews sagt laut dem Guardian, dass man den Weg zurückverfolgt hätte, doch am Ende habe man nichts mit genügend Energie vorfand, um Amaterasu entstehen zu lassen. „Das ist das Mysterium – was zur Hölle passiert hier?“ Es scheint, als wäre Amaterasu aus der Lokalen Leere gekommen, einer ausgedehnten leeren Region des Alls.

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„Neue Physik“ könnte Erklärung sein

Weder Amaterasu noch Oh-My-God haben einen eindeutigen Ursprung im Weltall. Das ist besonders seltsam, weil es in der Theorie sogar recht leicht sein müsste, diesen zu finden. Denn eigentlich geht man davon aus, dass Partikel mit solch hohen Energieniveaus sich ihren Weg recht ungehindert von galaktischen und extragalaktischen (außerhalb der Milchstraße) Magnetfeldern bahnen können.

Das dem nicht so ist, könnte verschiedene Ursachen haben: Vielleicht liegt in Wahrheit eine weitaus größere magnetische Ablenkung vor, als man denkt. Eine noch nicht identifizierte Quelle innerhalb der Lokalen Leeren könnte ebenso verantwortlich sein und zusätzlich bestünde auch die Möglichkeit, dass es sich um „neue Physik“ beziehungsweise noch unklare physikalische Prozesse handeln könnte. Weitere „verrückte Ideen“ aufgrund mangelnder konventioneller Erklärungen laut dem Co-Autor John Belz sind Defekte in der Raumzeitstruktur oder kollidierende kosmische Fäden.

Klare Antworten gibt es noch keine. Die Forschungsgruppe ist aber bereits dabei, das für die Entdeckung verantwortliche Telescope Array im US-Bundesstaat Utah zu modernisieren. Dadurch soll es viermal sensibler werden und möglichst mehr dieser hochenergetischen Strahlungen mitsamt ihrer Partikel wahrzunehmen. Man erhofft sich dadurch, präziser ihre Ursprünge herauszufinden.

Quellen: „An extremely energetic cosmic ray observed by a surface detector array“ (Science 2023), Nature, The Guardian

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