2025-01-04

Jason Mason: Ursprung unbekannt: Die Erde wird von den energiereichsten kosmischen Partikeln getroffen, die jemals gemessen wurden



Die stärksten Elektronen und Positronen kosmischer Strahlung treffen auf die Atmosphäre der Erde und tragen so hohe Energien, dass sie eigentlich keine kosmischen Distanzen zur Erde zurückgelegt haben sollten. Ihr Ursprung sollte relativ nahe bei der Erde liegen, kann aber nicht ermittelt werden. Die Erdatmosphäre schützt uns vor dem ständigen Eindringen von gefährlicher kosmischer Strahlung. Wissenschaftler wissen nicht viel über diese kräftigen Partikel zu sagen, die das All durchdringen und wissen auch nicht, was sie hervorruft.

Das H.E.S.S. Observatorium (High Energy Stereoscopic System) in Namibia hat dazu ein paar neue Einblicke geliefert. Mitarbeiter haben Elektronen und Positronen mit einer Energie von bis zu 40 Teraelektronenvolt gemessen. Das sind somit 40 Billion Elektronenvolt und somit die energiereichsten, die jemals auf der Erde gemessen wurden. Sie entstammen mysteriösen kosmischen Prozessen, die gewaltige Mengen an Energie produzieren. Es muss sich um so etwas wie kosmische Teilchenbeschleuniger handeln, die sich in der Nähe unseres Sonnensystems oder sogar innerhalb unseres Sonnensystems befinden. Maximal einige tausend Lichtjahre entfernt, also aus unserer direkten kosmischen Nachbarschaft.

Wenn sie in der Erdatmosphäre einschlagen, reisen sie schneller als mit Lichtgeschwindigkeit und das erschafft ein Phänomen namens Cherenkov-Strahlung. Normalerweise ist die Energiemenge solcher Partikel, die die Erde treffen, viel geringer. Warum derzeit so hochenergetische Partikel hier eintreffen, ist mysteriös. Denn, wenn sie sich durch das All bewegen, verlieren sie schnell an Energie. Ergo können die jetzt gemessenen Partikel nur aus der Nähe der Erde oder des Sonnensystems stammen, oder sie waren vorher noch weit energiereicher. Wissenschaftler können sie nicht zu ihrer Quelle zurückverfolgen. Als möglicher Verursacher vermutet man Überreste einer Supernova oder einen Pulsar.

Leider sind solche Quellen von ultra-hoher kosmischer Strahlung nicht zu identifizieren. Ihre Stärke liegt weit höher als jene, die man im CERN LHC-Partikelbeschleuniger produzieren kann. Die höchste Energie des Teilchenbeschleunigers wurde mit 13 TeV, also Teraelektronenvolt, erreicht. Im Gegensatz dazu wurde im Oktober 1991 das sogenannte “Oh-My-God-Particle” gemessen, und zwar in Utah in den USA. Das war der kräftigste kosmische Strahl, der jemals beobachtet worden ist und soll ca. 320 TeV erreicht haben! Das ist unfassbar viel Energie und stellt alle Theorien über den Ursprung und die Verbreitung von kosmischer Strahlung infrage! Der Ursprung des Oh-My-God-Partikels bleibt bis heute unbekannt und es ist auch unerklärlich, wie solche hochenergetischen Strahlen eigentlich ohne Partikelbeschleuniger auf natürliche Weise entstehen können. Eine Theorie lautet, dass supermassive schwarze Löcher im Zentrum von großen Galaxien diese Prozesse hervorrufen.

Im Jahr 2021 wurde das sogenannte Amaterasu-Partikel aufgefangen und im Jahr 2023 vom Telescope Array Observatorium in Utah identifiziert. Seine Energie betrug mehr als 240 Exa-Elektronenvolt und auch sein Ursprung kann nicht ermittelt werden. Seine Bahn wurde bis auf eine Region der kosmischen Leere zurückverfolgt, in der sich nichts befindet. Diese lokale Leere liegt jenseits unserer Galaxie und es gibt dort keinerlei astronomische Objekte, die man als Quelle identifizieren könnte. Forscher benannten es “Das Partikel der Göttin”, nachdem sein Name von der japanischen Sonnengöttin stammt. Weil es in dieser sonderbaren kosmischen Leere keine Galaxien oder andere astronomische Objekte wie Überreste von Supernovae, Pulsare oder schwarze Löcher gibt, ist unerklärlich was kosmische Strahlen dieser Stärke hervorruft. Ein Experte aus Japan hat dazu erklärt, dass diese Partikel durch unbekannte astronomische Phänomene entstehen, die jenseits des Standardmodells der bekannten Physik liegen.

Die aktuell gemessenen Partikel sollen aber direkt aus unserer kosmischen Nachbarschaft stammen und ihre Stärke entspricht ungefähr 40.000 Mal der Energie von sichtbarem Licht. Irgendetwas oder irgendjemand sendet uns daher hochenergetische Signale zu. Die treffen auf andere Partikel in der Atmosphäre und laden sie auf, gleichzeitig erreicht ein Teil der kosmischen Strahlung die Erdoberfläche und sorgt vermutlich für Mutationen in biologischen Systemen wie uns Menschen. Denn diese Strahlung verändert die DNS-Struktur. Aber nicht nur das, Geologen haben erklärt, dass diese Energien direkt in den Erdkern eindringen, und das Resultat davon ist vermutlich eine Zunahme der Anzahl an starken Erdbeben.



Als Nächstes sind neue Meldungen zum Phänomen der schnellen Radioblitze zu erwähnen, den Fast Radio Bursts oder kurz FRBs. Auch ihr Ursprung ist nicht bekannt und es kursieren derzeit rund 50 Hypothesen darüber, woher sie kommen. Die neueste Theorie lautet, dass Asteroideneinschläge in Neutronensternen in weit entfernten Galaxien einen schnellen Radioblitz auslöst, der sich in Richtung Erde bewegt. Das ist statistisch betrachtet jedoch sehr unwahrscheinlich, denn wie oft im Universum sollen diese Zufälle vorkommen, um die hohe Anzahl an derzeit gemessenen FRBs zu erklären? Die zweite Frage lautet, wie sollen Asteroideneinschläge genug Energie erzeugen, um FRBs freizusetzen, die so viel Energie aufweisen, den Sterne innerhalb einiger Tage produzieren? Das ist hundert Millionen Mal mehr Energie wie die gesamte Menschheit momentan in einem ganzen Jahr verbraucht. Die dritte Frage lautet, warum einige schnelle Radioblitze sich periodisch wiederholen und andere nicht?

Der Astronom Ayush Pandhi von der University of Toronto in Kanada erklärte dem Magazin Astronomy.com dazu: “Wir haben keine Idee was sie verursacht. Es handelt sich derzeit um eines der großen Geheimnisse der Astronomie.”

Einen anderen Umstand stellt eben jene rätselhafte kosmische Leere dar, die unsere Milchstraßen-Galaxie umgibt. Warum leben wir im Zentrum einer kosmischen Leere, die sich um uns herum rund 150 Millionen bis zu 2 Milliarden Lichtjahren weit ausdehnt? Sie sollte laut gültigen Theorien über das Universum gar nicht existieren. Diese kugelförmige kosmische Leere enthält nur etwa ein Zehntel der Anzahl an Galaxien, die man von der Standard-Kosmologie erwarten sollte und ist deshalb eine Anomalie. Die Existenz dieser kosmischen Leere widerlegt daher unser Verständnis bzw. die Gesetze von Kosmologie in Bezug auf die Verteilung von Materie und Energie.

Die Frage lautet: Warum leben wir mitten in der größten bekannten kosmischen Leere, die gar nicht existieren sollte? Laut Urknalltheorie sollte Materie im Kosmos gleichmäßig verteilt sein, denn nur dann würden auch überall dieselben Gesetze der Physik auftreten. Wenn nicht, dann folgen nicht alle Bereiche im Universum den gleichen physikalischen Regeln. Studien haben seit 2013 ergeben, dass wir uns tatsächlich nahe dem Zentrum dieser kosmischen Leere befinden! Man nennt sie jetzt KBC-Leere. Zwei Milliarden Lichtjahre Durchmesser bedeuten ca. 20.000 Galaxien von der Größe der Milchstraße nebeneinander gereiht.

Alles hängt mit dem angenommenen Alter des Universums zusammen, denn das Universum scheint sich nicht gleichmäßig auszudehnen. Nahegelegene Sterne und Galaxien bewegen sich schneller von uns weg, als im Standardmodell zu erwarten ist. Doch es sollte sich eigentlich um eine Konstante handeln, die überall gleich ist. Auch die Existenz von sehr alten Galaxien am Rande des sichtbaren Alls stellt ein Problem für die gültigen Modelle dar. Wenn wir nicht wissen, warum diese Anomalien auftreten, besitzen wir auch keine verlässlichen Rückschlüsse über die Entstehung und das Alter des Universums. Viele neue Anomalien treten auf und widerlegen akzeptierte Fakten über den Kosmos und unsere Sicht auf den Planeten Erde sowie uns selbst.

Astrophysiker stellen nunmehr auch die Frage, warum Planeten von der Sonne weggedrückt werden, wenn die Anziehung des Sterns so stark sein soll? Die Bewegungen der Planeten im Sonnensystem sind irregulär und es wäre zu erwarten, dass kleinere Himmelskörper von der Gravitation der Sonne angezogen werden. Im Gegensatz dazu bewegen sich Planeten langsam von der Sonne weg. Doch die starke Gravitation der Sonne soll eben das ganze Sonnensystem zusammenhalten. Der Fakt, dass sich die Erde langsam von der Sonne wegbewegt, sorgt bei Wissenschaftlern für Verwirrung. Ihr Argument lautet, dass sich unser Planet so schnell seitwärts um die Sonne bewegen soll, dass er sich langsam von ihr weg drückt. Die einzige Möglichkeit zur Sonne zu gelangen wäre demzufolge jetzt ein Aussetzen dieser Seitwärts-Bewegung. Die Sonne soll rund 99,8 Prozent aller Masse in unserem Sonnensystem besitzen. Aber obwohl die Sonne eine so starke Gravitation besitzen soll, ist es überraschend schwierig sich ihr anzunähern. Weltraumsonden benötigen laut Daten der NASA 55 Mal so viel Energie zur Sonne zu gelangen als zum Mars.



Weitere Neuigkeiten betreffen die sich ausdehnende Südatlantik-Anomalie bzw. South Atlantic Anomaly (SAA). Diese Zone mit einem sehr schwachen Erdmagnetfeld verändert sich gegenwärtig und bewegt sich in zwei verschiedene Regionen. Wissenschaftler beobachten diese Veränderungen seit zehn Jahren und das schwache Erdmagnetfeld in dieser Zone sorgt dafür, dass Satelliten und Raumschiffe erhöhter Strahlung ausgesetzt sind. Ob eine Bedrohung für biologisches Leben auf der Erdoberfläche besteht, ist noch nicht geklärt. In verschiedenen Artikeln ist davon die Rede, dass eine Verbindung mit einer herannahenden Polverschiebung bestehen könnte. Es gibt dann noch Hinweise, welche auf eine Verbindung zwischen der Südatlantischen Anomalie und anomalen seismischen Merkmalen im untersten Erdmantel und im äußeren Kern hindeuten. Im Zentrum der Erde spielen sich gegenwärtig sonderbare Phänomene ab, die Forscher nicht ausreichend erklären können. Die Südatlantik-Anomalie betrifft nunmehr Areale im Südatlantik sowie große Teile der Antarktis.

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