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von Rainer Kayser
Seit über zehn Jahren registrieren Messgeräte in Japan und Australien extrem hochenergetische Teilchen, die aus dem Zentrum der Milchstraße kommend auf die Erde treffen. Bislang hatten die Astrophysiker keine plausible Erklärung für die Entstehung dieser Teilchenstrahlung. Jetzt hat ein internationales Forscherteam die These aufgestellt, es handele sich bei den Teilchen um die Überreste einer gewaltigen Sternenexplosion, die vor einigen hunderttausend Jahren im Zentrum der Galaxis stattgefunden hat.
Die Forscher um Peter Biermann vom Max-Planck-Institut für Radioastronomie in Bonn vermuten, dass es sich bei dieser Explosion um einen so genannten Gammastrahlungs-Ausbruch gehandelt hat. Solche Ausbrüche kennen die Astronomen bereits seit über vierzig Jahren, doch erst in jüngster Zeit konnten die Forscher belegen, dass es sich dabei um die Explosion extrem massereicher Sterne handelt. In unserer Milchstraße findet etwa einmal in einer Million Jahren eine solche Explosion statt.
Bei den Gamma-Ausbrüchen wird die Explosionsenergie zu einem großen Teil in zwei eng gebündelten Materiestrahlen abgegeben, den so genannten "Jets". Biermann und seine Kollegen haben nun den weiteren Weg dieser Teilchenstrahlen durch die Milchstraße verfolgt. Zunächst werden die Protonen vom Magnetfeld im Inneren der Jets gehalten. Durch Zusammenstöße mit Lichtteilchen (Photonen) zerfallen sie in Neutronen, die den Jet verlassen können. Neutronen haben jedoch nur eine Lebensdauer von etwa 15 Minuten, dann zerfallen sie wiederum zu Protonen. Mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit stößt ein solches Proton mit einem anderen Proton in der Umgebung zusammen und neben verschiedenen anderen Elementarteilchen entsteht wieder ein Neutron. Beim Eintritt in die Erdatmosphäre lösen Neutronen eine ganze Kettenreaktion von Teilchen-Zerfällen aus, die dann leicht nachgewiesen werden kann. Die Berechnungen von Biermann und seinen Kollegen zeigen, dass selbst eine Million Jahre nach einem Strahlungsausbruch noch Überreste der Explosion auf die Erde treffen können.