Ein seltenes und extrem energiereiches Teilchen wurde von Astronomen auf der Erde im Mai 2021 nachgewiesen. Dieses dann nach der japanischen Shintō-Sonnengöttin “Amaterasu” benannte Partikel ist nach Angaben der Wissenschaftler eines der energiereichsten kosmischen Teilchen, die je auf der Erde entdeckt wurden.
Das “Amaterasu-Teilchen” soll eine Energie von mehr als 240 Exaelektronenvolt (EeV = 1 Trillion eV) gehabt haben. Es stünde damit nach dem sogenannten “Oh-My-God-Teilchen“, einem anderen ultrahochenergetischen kosmischen Partikel, das bereits im Jahre 1991 ebenfalls in einer Detektoranlage im US-Bundesstaat Utah entdeckt wurde und sogar eine Energie von 320 EeV (also 320 Trillionen Elektronenvolt) besaß, an zweiter Stelle.
Der Ursprung des “Amaterasu-Teilchens” gibt jedoch Rätsel auf. Der gängigen Wissenschaft zufolge können nur die stärksten kosmischen Ereignisse – größer als eine “normale” Sternexplosion – solche Teilchen erzeugen. Toshihiro Fujii, außerordentlicher Professor an der Osaka Metropolitan University in Japan, sagte gegenüber Medienvertretern, er habe nach der Entdeckung des Teilchens zunächst “an einen Irrtum gedacht”. Er fügte hinzu:
“Es zeigte ein Energieniveau, das in den letzten drei Jahrzehnten beispiellos war.”
Das Teilchen kam obendrein scheinbar aus dem Nichts im Kosmos, was auch John Matthews, Forschungsprofessor an der Fakultät für Physik und Astronomie der US-amerikanischen Universität von Utah, in Erstaunen versetzte. Dem Wissenschaftler zufolge gibt es in dem vermuteten Ursprungsbereich im Universum nichts, das energiereich genug gewesen wäre, um dieses Ereignis zu erzeugen.
Laut Matthews soll das Teilchen aus einer als “Void” bezeichneten Region gewaltiger Leere im Universum außerhalb der Milchstraße stammen. Matthews sagte dazu:
“Man sollte in der Lage sein, am Himmel zu sehen, woher sie kommen (…) Aber im Fall des Oh-My-God-Teilchens und dieses neuen Teilchens kann man seine Flugbahn zu seiner Quelle zurückverfolgen, und es gibt nichts, was energiereich genug wäre, um es zu erzeugen (…) Das ist das Rätsel an der Sache – was zum Teufel geht hier vor?”
Wenn ultrahochenergetische kosmische Strahlung auf die Erdatmosphäre trifft, löst sie normalerweise eine Kaskade von Sekundärteilchen und elektromagnetischer Strahlung aus, die als ausgedehnter Schauer der Sekundärstrahlung nachgewiesen werden kann. Einige Teilchen im Schauer können schneller sein als das im Medium Luft sich ausbreitende Licht und erzeugen dadurch eine bläuliche Tscherenkow-Strahlung, die mit speziellen Instrumenten, sogenannten Tscherenkow-Teleskopen, zum Nachweis hochenergetischer kosmischer Teilchen genutzt werden kann.
“Es gibt keine konventionelle Erklärung”
Eines dieser Instrumente ist das Telescope Array Observatorium in Utah, wo das “Amaterasu-Teilchen” entdeckt wurde. Die Forscher hoffen nun, dass dieses Teilchen den Weg für weitere Untersuchungen ebnet, die dazu beitragen könnten, neue Erkenntnisse über diese ultrahochenergetische kosmische Strahlung zu gewinnen und zu klären, woher sie überhaupt kommt.
Experten vermuten, dass das Teilchen auch auf eine magnetische Ablenkung, viel stärker als bisher bekannt, oder auf eine unbekannte Quelle in dem kosmischen Gebiet angeblicher “Leere” hinweisen könnte. Auch ein noch immer unvollständiges Verständnis der Physik dieser hochenergetischen Teilchen könnte der Grund für die Ahnungslosigkeit der Wissenschaftler sein. John Belz, ein anderer Professor in Utah, sagte dazu:
” Diese Ereignisse scheinen von völlig anderen Orten am Himmel zu kommen. Es ist nicht so, dass es eine einzige mysteriöse Quelle gibt … Es könnte sich um Defekte in der Struktur der Raumzeit oder um kollidierende kosmische Strings handeln … verrückte Ideen … weil es keine konventionelle Erklärung gibt.”
Kosmische Strahlung nennt man jene hochenergetische Teilchenstrahlung, die von der Sonne, aus unserer Galaxis – der Milchstraße – oder gar aus fernen Galaxien kommt und in der Regel aus energiereichen, geladenen Teilchen, vorwiegend aus Protonen, daneben aus Elektronen und vollständig ionisierten Atomen besteht. Die Teilchen fliegen durch den Kosmos, und ständig treffen einige auch auf die Erdatmosphäre. Eine so extrem hohe Energie dieser Teilchen, wie sie beim “Amaterasu-Teilchen” gemessen wurde, ist allerdings außergewöhnlich selten.
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