Eine Gruppe von Forschenden der FAU Erlangen/Nürnberg hat Projekt gestartet, um dem Ursprung der kosmischen Strahlung auf den Grund zu gehen. Die Rolle der Pulsaren soll dabei genauer untersucht werden. Für die beteiligte Forscherin Dr. Alison Mitchell wäre der Nachweis dieses galaktischen Phänomens "die Erfüllung eines Traumes".
- Forscherin Dr. Alison Mitchell und ihr Team erforschen die Rolle von Pulsaren für kosmische Strahlungen
- Das Projekt ist auf 6 Jahre ausgelegt und wird mit fast 1,5 Millionen gefördert
- Mithilfe von gigantischen Teleskopen dient die irdische Atmosphäre als Detektor
Das Weltall, unendliche Weiten. Bis zum heutigen Tage gilt der Weltraum als am wenigsten erforscht. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler haben zwar eine Vorstellung, welche Rolle unser Planet im Sonnensystem inne hat, trotzdem werden einige Geheimnisse auf absehbare Zeit ungelöst bleiben.
Suche nach dem Ursprung der kosmischen Strahlung: FAU-Forschungsgruppe startet Projekt
Der Lösung eines dieser Mysterien hat sich die Wissenschaftlerin Dr. Alison Mitchell auf die Fahnen geschrieben. Und zwar dem experimentellen Nachweis von kosmischer Strahlung durch hochenergetische Gammastrahlung. Das Ganze soll aus der Umgebung von sogenannten Pulsaren, also schnell rotierenden Neutronensternen, passieren. Dafür hat Mitchell kürzlich von der ETH Zürich an die Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) gewechselt. Der Nachweis der kosmischen Strahlung „wäre für mich die Erfüllung eines Traumes“, sagt Dr. Alison Mitchell.
Gemeinsam mit einer neu gebildeten FAU-Projektgruppe, der Emmy-Noether-Nachwuchsgruppe, wird Mitchell ab Oktober am Erlangen Centre for Astroparticle Physics (ECAP) die Rolle von Pulsaren bei der Entstehung der galaktischen, hochenergetischen kosmischen Strahlung untersuchen. Das Projekt ist auf sechs Jahre ausgelegt und wird mit rund 1,5 Millionen Euro gefördert. Die von Mitchell untersuchte Strahlung entsteht innerhalb unserer Galaxie, der Milchstraße. Sie besteht hauptsächlich aus „geladenen“ Teilchen. Geladene Teilchen sind beispielsweise Protonen, Ionen, Positronen und Elektronen. Die werden wiederum unter extremen Bedingungen beschleunigt und treffen mit hohem Energiegehalt auf die Erde. Weil bei der Beschleunigung Lichtteilchen (Photonen) entstehen, ist für die Forschenden auch klar, dass die Gammastrahlung ein Hinweis auf den kosmischen Beschleuniger sei. Dies habe bereits der österreichische Physiker Victor Franz Hess im Jahr 1912 mit der Entdeckung der kosmischen Strahlung bewiesen.
Geladene Teilchen werden auf ihrem langen Weg zur Erde von interstellaren Magnetfeldern abgelenkt. Die Forschung nach dem Ursprung der kosmischen Strahlung konzentriert sich daher auf ungeladene Teilchen wie Photonen oder Neutrinos. Im Gegensatz zu den geladenen Teilchen, treffen die ungeladenen Teilchen direkt auf die Erde. Untersucht man diese Teilchen, könnte man mehr über den kosmischen Entstehungsort in Erfahrung bringen. Für Alison Mitchell stellt diese Erkenntnis den Grundsatz ihrer Forschung dar.
Forschende arbeiten an mehreren theoretischen Modellen
Der Ursprung der kosmischen Strahlung ist noch nicht geklärt. Eine vorherrschende Theorie besagt, dass die kosmische Strahlung von Resten der Supernova (ein kurzes helles Aufleuchten eines Sterns am Ende seiner Entwicklung durch eine Explosion) erzeugt werde. „Viele Kollegen präferieren die Überreste von Supernova, doch der experimentelle Nachweis ist bisher nicht eindeutig gelungen“, erklärt Mitchell. Je länger die Sternexplosion zurückliege, desto geringer die erwartete Beschleunigung.
Außerdem könnten theoretische Untersuchungen noch nicht überzeugend zeigen, dass Teilchen in den Überresten einer Supernova auf die extrem hohen Energien beschleunigt werden können, die in der kosmischen Strahlung auftreten, so Mitchell. Aus diesem Grund suchen Forschende nach anderen Erklärungen. Mehrere Forschungsgruppen, beispielsweise in Frankreich, Polen und den USA, arbeiten an theoretischen Modellen, nach denen die Umgebung von Pulsaren für den Ursprung der galaktischen kosmischen Strahlung verantwortlich ist.
