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Samstag, 31. Juli 2010

Ungewöhnliche Strahlungsmuster auch über der Südhalbkugel

IceCube-Karte der relativen Intensität der kosmischen Strahlung | Copyright: IceCube collaboration, UW-Madison

Madison/ USA - Obwohl derzeit noch im Bau, haben Astronomen mit dem "IceCube"-Neutrino-Observatorium am Südpol auch Unregelmäßigkeiten der kosmischen Strahlung über der Südhalbkugel registriert, deren genauer Ursprung bislang noch genau erklärt werden konnte.

Eine Theorie der Forscher um Rasha Abbasi von der " Universität of Wisconsin-Madison" vermutet, dass die gemessene kosmische Strahlung von einem nahe gelegenen Überbleibsel einer Supernova oder aber von interstellaren Magnetfeldern stammt. Doch ganz gleich, woher die Strahlung kommt, mit ihrer Hilfe, da sind sich die Wissenschaftler schon jetzt sicher, können einige der bisherigen Theorien zum Ursprung kosmischer Strahlungsunterschiede widerlegt werden.

Auf einem Kubikkilometer Polareis sind am "IceCube"-Observatorium 5.000 kugelförmige Detektoren platziert, um damit hochenergetische Neutrinos aufzufangen. Da die Elementarteilchen kaum mit gewöhnlicher Materie interagieren, sind sie nur sehr schwer nachzuweisen.

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In dem von der kosmischen Strahlung verursachten Hintergrundrauschen, haben die Forscher nun eine erstaunliche Entdeckung gemacht - und das eher zufällig: "IceCube ist eigentlich nicht dazu bestimmt, kosmische Strahlung zu untersuchen weshalb diese eher als Hintergrund gilt", erläutert Abbasi. Dennoch haben wir Milliarden von herabstrahlenden kosmischen Hintergrundstrahlen registriert, die sich als sehr aufregend herausstellten.“ Ihre Ergebnisse haben die Forscher aktuell im Fachjournal "The Astrophysical Journal Letters“ publiziert.

Auf eine Karte der relativen Stärke der kosmischen Strahlung über der Südhalbkugel übertragen, stellten die Wissenschaftler ein ungewöhnliches Muster fest: Während in einem Teil des Himmels ein regelrechter Strahlungsüberschuss herrscht, zeigt sich an anderer Stelle eine Art Senke (s. Abb.). Bereits zuvor war eine ähnliche sogenannte Anisotropie auf der nördlichen Hemisphäre beobachtet worden. Auch hier fehlt bislang eine Erklärung für dieses Phänomen.

"Diese belegte Anisotropie nun auch über der Südhalbkugel zu sehen, ist ein weiteres Puzzleteil zum Verständnis dieses rätselhaften Effekts“, erklärt Abbasi. "Ob dies auf das Magnetfeld um uns herum zurückgeht oder aber auf eine nahe gelegene Supernova wissen wir noch nicht." Strahlung eines Relikts einer Sternenexplosion gilt unter Wissenschaftlern schon länger als ein möglicher Kandidat für kosmische Strahlung.

Das jetzt über der Südhalbkugel beobachtete Muster kosmischer Strahlung könnte möglicherweise von relativ jungen Supernovarelikten wie dem Objekt Vela ausgehen. Tatsächlich liegt das vor rund 12.000 Jahren durch eine Supernova entstandene Überbleibsel in jenem von "IceCube" registrierten Bereich besonders starker kosmischer Strahlung.

Die Ungleichmäßigkeiten im Strahlungsmuster könnten jedoch auch magnetischer Herkunft sein, da nicht nur die Erde von einem Magnetfeld umgeben ist, sondern derartige Felder auch von Teilchenströmen und interstellaren Gaswolken erzeugt werden. Diese sind allerdings nur schwer zu untersuchen und aus diesem Grund nur wenig verstanden. "Bislang können wir zwar Modelle erstellen, aber wir haben kein konkretes Wissen solcher kleinerer Magnetfelder", erklärt Abbasi.

Anhand der neuen Messungen können die Forscher jedoch schon jetzt sagen, dass zumindest einige der bisherigen Theorien über die Ursachen kosmischer Strahlungsunterschiede, die bislang nur auf Beobachtungen der Strahlungsverteilung über der Nordhalbkugel basierten, durch die neuen Beobachtungen auf der Südhalbkugel entkräftet werden können.

Mit der für 2011 geplanten Fertigstellung des bislang erst zu 25 Prozent fertig gestellten "IceCube"-Observatoriums erhoffen sich die Forscher, ihre bisherigen Beobachtungen zukünftig noch verfeinern zu können. Bislang sind erst 22 der insgesamt 86 Sensor-Stränge aktiviert. Derzeit werten die Forscher allerdings schon den nächsten Datensatz aus, der nun auf 59 Strängen beruht.

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Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / wisc.edu
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