Das Geisterteilchen kam aus einem kosmischen Blitz

Von einem in der Antarktis registrierten Neutrino wurde der Herkunftsort bestimmt: ein vier Milliarden Lichtjahre entfernter Blazar.

Künstlerische Darstellung eines Blazars.
Künstlerische Darstellung eines Blazars.
Künstlerische Darstellung eines Blazars. – REUTERS

Mit Geistern und Engeln hat man sie verglichen, hat sie scheu und schlüpfrig genannt: Die Neutrinos sind zwar feste Bestandteile des Standardmodells der Teilchenphysik – und das wie alle Materieteilchen in drei Ausfertigungen –, aber sie sind schwer festzumachen. Von den vier Grundkräften berühren sie zwei gar nicht – die starke Kernkraft und den Elektromagnetismus –, die Schwerkraft spüren sie nur sehr schwach, weil sie eine höchst geringe Masse haben.

Bleibt die schwache Kernkraft. Ihr verdanken die Physiker, dass sie in riesigen Detektoren doch ab und zu ein Neutrino sichten können, am besten dadurch, dass es – was sehr selten ist! – mit einem Atomkern kollidiert, wobei ein geladenes Teilchen entsteht, das sich durch typische blaue Strahlung bemerkbar macht. Aus deren Richtung kann man darauf schließen, aus welcher Richtung das Neutrino gekommen ist.

Genau das taten Forscher am IceCube, einem Detektor in der Antarktis, der im Wesentlichen aus einem Kubikkilometer Eis besteht: Am 22. September 2017 registrierten sie in diesem ein hochenergetisches Neutrino – und bestimmten die Richtung, aus der es gekommen war. Just in dieser Richtung, im Sternbild des Orion, ungefähr vier Milliarden Lichtjahre von uns entfernt, liegt ein Blazar. Das Wort hat nichts mit dem Kleidungsstück zu tun, sondern kommt von „blazing quasars“. Ein Quasar („quasi-stellar radio source“) ist ein aktiver Kern einer Galaxie, vermutlich ein massives Schwarzes Loch. Dieses erzeugt starke elektromagnetische Strahlung aller Frequenzen, von Radio über Licht bis Röntgen, die in zwei Richtungen gebündelt ist. Bei Blazaren ist eine dieser Richtungen just die Beobachtungsrichtung, das heißt, die elektromagnetischen Strahlen schießen direkt auf uns zu.

 

Neue Boten aus dem All

Dass aus einem solchen Blazar auch ein Neutrino, also ein Materieteilchen, kommt, ist für die Astrophysiker sehr aufregend. Es spricht dafür, dass Blazare auch Quellen der hochenergetischen kosmischen Teilchenstrahlung sind, über deren Herkunft sie seit Langem grübeln, dass die Blazare sozusagen wie gigantische Teilchenbeschleuniger wirken. So schwärmen die Physiker über diese Entdeckung (Science, 13. 7.) in höchsten Tönen, ein Forscher spricht von einem „incredibly exciting moment“, ein anderer sieht einen „new way to look at the universe“.

Tatsächlich konnte man bisher nur zwei kosmische Herkunftsorte von Neutrinos ausfindig machen: unsere Sonne und eine nahe Supernova. Dass nun ein so weit entferntes Objekt als Neutrinoquelle identifiziert werden konnte, nährt die Hoffnung auf „multimessenger astrophysics“, wie die Physiker sagen: Zu den elektromagnetischen Wellen sind vor Kurzem die Gravitationswellen als Boten ferner hochenergetischer Ereignisse dazugekommen, nun kommen offenbar die Neutrinos dazu, deren Nachteil – dass sie so schwer nachzuweisen sind – zugleich ihr großer Vorteil ist: Sie lassen sich durch (fast) nichts von ihrer Bahn ablenken. (tk)

("Die Presse", Print-Ausgabe, 13.07.2018)

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