H.E.S.S. findet Quelle kosmischer Strahlung

Kernphysiker aus aller Welt sind begeistert. Genau wie die internationale Forschergruppe, die mithilfe des H.e.s.s. - Teleskops etwas entdeckt hat, was schon jetzt als "Meilenstein" im Bereich der Gamma-Physik gilt. Und Namibia freut sich über einen historischen Vermerk auf der wissenschaftlichen Weltkarte.

Die Erdatmosphäre wird ständig von einem Strom hochenergetischer nuklearer Teilchen aus dem Weltraum, der Kosmischen Strahlung, getroffen. Doch trotz intensiver Suche war es bisher nicht gelungen, die Quellen dieser Teilchen zu finden. Man vermutete sie in Sternexplosionen, den so genannten Supernovae. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Kernphysik in Heidelberg um Prof. Heinrich Völk und Prof. Werner Hofmann haben jetzt derartige Supernovae im Licht hochenergetischer Gammastrahlung untersucht - gemeinsam mit Kollegen aus deutschen Universitäten, ausländischen Forschungsinstituten aus Frankreich und anderen europäischen Ländern sowie aus Namibia, Südafrika und Armenien. Dabei gelang ihnen mit dem gerade in Betrieb genommene H.E.S.S.-Teleskop (High Energy Stereoscopic System) im Khomas Hochland, eine derartige Quelle der Kosmischen Strahlung nachzuweisen. Die Gammastrahlung kommt aus der Explosionswolke einer Supernova.

Mit dem H.E.S.S.-Teleskop war es zum ersten Mal möglich, ein räumlich hoch aufgelöstes Gamma-Bild dieser Quelle zu erzeugen. Diese hat die doppelte Größe des Vollmonds am Himmel, ihr Energie-Spektrum stimmt mit den heutigen Vorstellungen über die Beschleunigung atomarer Teilchen in den Überresten von Supernovae überein.

Da die Teilchen der Kosmischen Strahlung zum allergrößten Teil elektrisch geladen sind, werden sie durch die Magnetfelder im interstellaren Raum abgelenkt, so dass man aus ihrer Ankunftsrichtung nicht mehr auf ihre ursprüngliche räumliche Herkunft schließen kann. Um ein ,Bild" der Teilchenquelle erzeugen zu können, muss man also elektrisch neutrale Strahlung, wie zum Beispiel Gamma-Teilchen, registrieren, die zusammen mit der geladenen Strahlungskomponente erzeugt werden. Ihre Ankunftsrichtung zeigt wie ein Lichtsignal auf die Quelle zurück, so dass man diese identifizieren kann.

"Das erste Bild eines Supernova-Überrests im Bereich von Teraelektronenvolt ist ein wichtiger Schritt, um die Frage nach dem Ursprung der galaktischen Kosmischen Strahlung zu beantworten. Gleichzeitig markiert diese Entdeckung den erfolgreichen Start einer neuen astronomischen Abbildungstechnik bei Photonenenergien, die um einige zwölf Größenordnungen höher sind als die des sichtbaren Lichts", sagt Prof. Heinrich Völk, Direktor der Abteilung Astrophysik am Max-Planck-Institut für Kernphysik

Die Kosmische Strahlung wurde 1912 von dem österreichischen Physiker Viktor F. Hess entdeckt, der dafür 1936 den Nobelpreis erhielt. Diese Teilchenstrahlung trifft nicht nur auf die Raumfahrzeuge außerhalb der Atmosphäre, sondern dringt zum kleineren Teil bis hinunter zum Erdboden vor. Auf ihrem Weg erzeugt sie Störsignale in allen technischen Geräten, die gegen ionisierende Strahlung empfindlich sind, und ist ein Langzeit-Risiko für das Personal auf interkontinentalen Flügen. Allgemein gilt die ionisierende Wirkung der Kosmischen Strahlung über das gesamte Erdalter hinweg als einer der Motoren, die durch genetische Veränderungen in Pflanzen und Tieren die Entwicklung des Lebens auf der Erde vorantreiben.