Supernovae und die Herkunft der kosmischen Strahlung

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Ein Falschfarbenbild bei mehreren Wellenlängen des Restmaterials der Supernova SN 1006, eine so helle Explosion, die, als sie im Jahr 1006 auftrat, bei Nacht Schatten warf – so berichten Chronisten. Neuere Forschungen an SN 1006 bringen Gründe dafür vor, daß Supernova-Reste wie diese vermutlich Quellen für die kosmische Strahlung sind, jene extrem hochenergetischen Teilchen, die die Erde bombardieren. NASA / Chandra-Röntgen-Observatorium

 

Im Frühling des Jahres 1006, in jenem April vor tausendundsieben Jahren, schilderten Augenzeugen in China, Ägypten, Irak, Japan, Schweiz (und vielleicht Nordamerika) eine Beobachtung, die das hellste stellare Ereignis in der schriftlich überlieferten Geschichte gewesen sein könnte: eine Supernova („SN1006“), die sich ziemlich nah an der Erde ereignete, nur etwa siebentausend Lichtjahre entfernt. Sie war den Berichten nach so hell, daß sich in der Nacht Schatten bildeten. 1965 identifizierten Radioastronomen die Trümmer von diesem Ereignis, ein sogenannter Supernova-Überrest, in Form einer sechzig Lichtjahre durchmessenden Hülle aus leuchtendem Gas. Gegenwärtige Modelle der Katastrophe kommen zu dem Schluß, daß sich das Unheil ereignete, als zwei Weiße Zwerge (jeder für sich im letzten Stadium seines Daseins) verschmolzen.

Supernovae sind für das Leben im Universum von entscheidender Bedeutung. Supernovae und ihre Vorläufersterne erzeugen die meisten der Elemente im Universum und die zerstörerische Explosion dieser Sterne verteilt die Elemente im interstellaren Raum, wo sie später von neuen Sternen und Planeten aufgenommen werden können. Supernovae sind darüber hinaus wichtige Forschungsobjekte, da es ihre helle Strahlung ermöglicht, sie als Sonden für das weit entfernte Universum einzusetzen. Nicht zuletzt sind Supernovae astrophysikalische Laboratorien für die Untersuchung von Schockwellen mit sehr hoher Geschwindigkeit und der Physik von Teilchen unter extremen Bedingungen.

Acht Forscher, darunter CfA-Astronom John Raymond, schreiben im Magazin Science (#340) über die Verknüpfungen von Supernova-Überresten und kosmischer Strahlung – die sich sehr schnell bewegenden Kernteilchen, die aus dem Weltraum kommend die Erde treffen. Kosmische Strahlung kann Energien erreichen, die um das millionenfache höher liegen als die der energiereichsten, in von Menschen gebauten Teilchenbeschleunigern erzeugten Teilchen, aber Astronomen sind sich nicht sicher, woher die Strahlung kommt oder auf solch phantastische Energien beschleunigt wird. Supernovae stehen seit über fünfzig Jahren als geeignet im Verdacht, da ihre energiereichen Schockwellen, so die Vermutung, zur Beschleunigung subatomarer Teilchen auf hohe Energien fähig sind. Wie die Wissenschaftler in ihrer neuen Arbeit schreiben, benutzten sie ein neues optisches Spektrometer, um in allen Einzelheiten die Aktivität der Schockwellen am äußeren Rand von SN1006 zu untersuchen. Sie schildern, daß sie Gasbewegungen von über fünftausend Kilometer pro Sekunde und Hinweise auf sich schnell bewegenden Protonen (als auch sich schnell bewegende, aber viel masseärmere Elektronen) gefunden haben. Dem Team zufolge spricht einiges dafür, daß diese Protonen Saatpartikel für die kosmische Strahlung sein könnten, wenn sie einmal durch die Schockwellen weiter beschleunigt sind. Die Untersuchung mit ihrer neuen Technik liefert starke neue Hinweise zur Aufklärung der Rolle von Supernova-Überresten bei der Produktion der rätselhaften kosmischen Strahlung.

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