Seit mehr als zehn Jahren kartographiert H.E.S.S. (High Energy Stereoscopic System), das von 150 Wissenschaftlern aus 12 Ländern betrieben wird, das Zentrum der Milchstraße in höchstenergetischer Gammastrahlung. Das Gammastrahlen-Teleskop liegt in Namibia. Das Gammalicht, welches die Forscher beobachten, wird von kosmischer Strahlung erzeugt – hochenergetische Protonen, Elektronen und Atomkerne, die an verschiedenen Orten des Universums beschleunigt werden. Die Frage nach den astrophysikalischen Quellen dieser kosmischen Strahlung treibt die Wissenschaftler seit ihrer Entdeckung vor mehr als einem Jahrhundert um. Das Problem: Die Teilchen sind elektrisch geladen und werden deshalb in interstellaren Magnetfeldern von ihrer geraden Bahn abgelenkt. Aus diesem Grund zeigt ihre Flugrichtung nicht auf ihren Produktionsort zurück. Allerdings treffen die Teilchen der kosmischen Strahlung in der Nähe ihrer Quellen häufig auf interstellares Gas oder Photonen; dabei entsteht hochenergetische Gammastrahlung, die die Erde auf geradem Weg erreicht. Diese Gammastrahlung nutzen die Forscher des H.E.S.S.-Observatoriums, um die Quellen der kosmischen Strahlung am Himmel sichtbar zu machen.
Wenn Gammastrahlung auf die Erdatmosphäre trifft, produziert sie kurze bläuliche Lichtblitze, die nachts von großen Spiegelteleskopen mit schnellen Lichtsensoren erfasst werden können. Mit dieser Technik haben Astrophysiker in den letzten Jahrzehnten mehr als 100 Quellen hochenergetischer Gammastrahlung am Himmel entdeckt. H.E.S.S. ist das zurzeit empfindlichste Instrument für ihren Nachweis.
Bisher war bekannt, dass kosmische Strahlung mit Energien bis zu etwa 100 Tera-Elektronenvolt in der Milchstraße erzeugt wird. Jedoch legen theoretische Argumente und die direkte Vermessung der kosmischen Strahlung nahe, dass diese Teilchen in unserer Galaxie bis zu Energien von mindestens einem Peta-Elektronenvolt beschleunigt werden sollten. Doch während man in den letzten Jahren zahlreiche extragalaktische Quellen entdeckt hat, die kosmische Strahlung zu Multi-TeV-Energien beschleunigen, blieb die Suche nach den Beschleunigern der höchstenergetischen kosmischen Strahlung in unserer Galaxie bislang erfolglos.
Detaillierte Beobachtungen des Zentrums der Milchstraße, die mit den H.E.S.S.-Teleskopen während der letzten 10 Jahre durchgeführt wurden, liefern jetzt erste Antworten. „Wir haben einen astrophysikalischen Beschleuniger lokalisiert, der Protonen auf Energien von bis zu einem Peta-Elektronenvolt beschleunigt hat, und das kontinuierlich über mindestens 1000 Jahre”, sagt Christian Stegmann, Leiter des DESY-Standorts Zeuthen und bis vor kurzem Sprecher der H.E.S.S. Collaboration.
Bereits während der ersten Beobachtungsjahre ab 2002 hatte H.E.S.S. eine starke kompakte Quelle sowie ein ausgedehntes Band diffuser höchstenergetischer Gammastrahlung im galaktischen Zentrum nachgewiesen. Der Nachweis dieser diffusen Strahlung, die sich über eine Region von etwa 500 Lichtjahren Durchmesser erstreckt, war bereits ein deutlicher Hinweis auf eine Quelle kosmischer Strahlung in dieser Region; der Nachweis der Quelle selbst blieb den Forschern damals versagt. Deutlich größere Menge an Beobachtungsdaten und Fortschritte in den Analysetechniken erlaubten es jetzt, erstmals sowohl die räumliche Verteilung als auch die Energie der kosmischen Strahlung zu vermessen.
Die Analyse der Messungen zeigt aber auch, dass diese Quelle allein den auf der Erde gemessenen Fluss der kosmischen Strahlung nicht aufrechterhalten kann. „Wenn das Schwarze Loch aber in der Vergangenheit aktiver war”, so das Argument der Forscher, „dann könnte sie tatsächlich für die gesamte galaktische kosmische Strahlung verantwortlich sein.”
Ist ihre Vermutung korrekt, so wäre die 100 Jahre alte Frage nach dem Ursprung der kosmischen Strahlung geklärt.
Originalveröffentlichung:
H.E.S.S. collaboration: Acceleration of Petaelectronvolt protons in the Galactic Centre, Nature, online 16. März 2016; DOI: 10.1038/nature17147
H.E.S.S. – High Energy Stereoscopic System
Originalveröffentlichung:
H.E.S.S. collaboration: Acceleration of Petaelectronvolt protons in the Galactic Centre, Nature, online 16. März 2016; DOI: 10.1038/nature17147
H.E.S.S. – High Energy Stereoscopic System
Quelle: http://www.pro-physik.de/details/news/9078421/Der_galaktische_Super-Teilchenbeschleuniger.html
_____________________________________________________
No comments:
Post a Comment
Bei Kommentaren bitten wir auf Formulierungen mit Absolutheitsanspruch zu verzichten sowie auf abwertende und verletzende Äußerungen zu Inhalten, Autoren und zu anderen Kommentatoren.
Daher bitte nur von Liebe erschaffene Kommentare. Danke von Herzen, mit Respekt für jede EIGENE Meinung.