Neutrino trifft zeitgleich mit fernem Blazarstrahl ein

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Illustrationscredit: DESY, Labor für Wissenschaftskommunikation

Beschreibung: Mit Geräten, die unter dem Südpol der Erde tief im Eis eingefroren sind, hat die Menschheit anscheinend ein Neutrino aus dem fernen Universum entdeckt. Falls das bestätigt wird, markiert es den ersten eindeutigen Nachweis kosmologisch weit entfernter Neutrinos und den Beginn eines beobachteten Zusammenhangs zwischen energiereichen Neutrinos und kosmischer Strahlung, die durch mächtige Ströme aus aufflackernden Quasaren (Blazare) erzeugt werden.

Nachdem der antarktische IceCube-Detektor im September 2017 ein energiereiches Neutrino gemessen hatte, begannen viele der weltweit größten Observatorien mit der Suche nach seinem Gegenstück im sichtbaren Licht. Und sie fanden es. Ein solches Gegenstück wurde unter anderem vom Weltraumobservatorium Fermi der NASA ermittelt, welches herausfand, dass der Gammastrahlenblazar TXS 0506+056 in der richtigen Richtung stand und die Gammastrahlen eines Blitzes fast exakt zeitgleich mit dem Neutrino eintrafen. Obwohl diese und weitere Übereinstimmungen von Position und Zeit statistisch stark sind, warten Astronomen weitere ähnliche Zusammenhänge zwischen Neutrinos und Blazar-Licht, um ganz sicher zu gehen.

Diese künstlerische Darstellung zeigt einen Teilchenstrahl, der von einem Schwarzen Loch im Zentrum eines Blazars ausströmt.

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Ferne Neutrinos unter dem Eis der Antarktis aufgespürt

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Bildcredit: IceCube Collaboration, U. Wisconsin, NSF

Beschreibung: Woher kommen diese Neutrinos? Das IceCube-Neutrino-Observatorium in der Nähe des Südpols der Erde begann, fast unsichtbare Teilchen mit sehr hoher Energie aufzuspüren. Diese kaum wechselwirkenden Neutrinos durchdringen kurz vor ihrer Ortung fast die ganze Erde, und es ist ein Rätsel, woher sie stammen. Das antarktische Labor IceCube ist hier zusammen mit einer Skizze abgebildet, auf der lange Detektorstränge zu sehen sind, die in das kristallklare Eis darunter eingefroren sind. Mögliche Quellen dieser kosmischen Neutrinos sind die stürmischen Nahbereiche sehr massereicher Schwarzer Löcher in den Zentren ferner Galaxien sowie gigantische Sternexplosionen, die ihren Höhepunkt als Supernovae oder Gammablitze im fernen Universum erreichen. Wenn IceCube künftig immer mehr energiereiche Neutrinos aufspürt, könnten Übereinstimmungen mit bekannten Objekten dieses kosmische Rätsel lösen – vielleicht aber werden wir es nie erfahren.

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Eisfischen nach kosmischen Neutrinos

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Credit: NSF / B. Gudbjartsson, IceCube Collaboration

Beschreibung: Wissenschaftler schmelzen Löcher in das untere Ende der Welt. Fast 100 Löcher wurden nahe dem Südpol geschmolzen und werden nun als astronomische Observatorien verwendet. Astronomen versenkten für das IceCube Neutrino Observatory in jeden der senkrechten Seen einen langen Strang, der mit basketball-großen Lichtdetektoren verknotet ist. Das Wasser in jedem Loch gefriert bald darauf wieder. Die Detektoren an den Strängen sind empfänglich für blaues Licht, das im klaren Eis der Umgebung abgegeben wird. Solches Licht wird bei Kollisionen im Eis von energiereichen Neutrinos erwartet, die von Objekten oder Explosionen draußen im Universum abgestrahlt werden. Oben ist zu sehen, wie Ende letzten Jahres der letzte der 86 Stränge von IceCube in den gefrierenden Abgrund versenkt wurde. Damit ist IceCube der größte Neutrinodetektor, der je gebaut wurde. Daten von einem früheren Experiment, AMANDA, wurden bereits dazu verwendet, um die erste detailreiche Karte des hochenergetischen Neutrinohimmels zu erstellen. Zu den Zielen des neueren IceCube-Experiments gehört die Suche nach kosmischen Neutrinoquellen, eine Suche nach Neutrinos, welche zeitgleich mit nahe gelegenen Supernovae und fernen Gammablitzen auftreten, und – mit viel Glück – ein Einblick in exotische physikalische Konzepte wie unsichtbare Raumdimensionen und Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit.

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Reise um die Welt mit 80 Teleskopen

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Illustrationscredit und Bildrechte: ESO / 100 Stunden Astronomie

Beschreibung: Möchten Sie auf eine aßergewöhnliche Reise gehen? Das können Sie heute, indem Sie mit 80 Teleskopen um die Welt beobachten. Diese 24-Stunden-Internetübertragung wurde von der Europäischen Südsternwarte für das Internationale Jahr der Astronomie als Meilensteinprojekt von „100 Stunden Astronomie“ organisiert. Wie auf diesem astronomischen Komposit angedeutet, folgt die Übertragung Nacht und Tag um den Globus, um einige der modernsten Observatorien auf der Erde und im Weltraum, die das Universum im sichtbaren Licht und jenseits davon erforschen, zu besuchen. Das Gemini Nord-Teleskop (Hawaii, USA) und die großen Sternwarten auf dem Gipfel des vulkanischen Mauna Kea sind als erste Stationen des Programms vorgesehen, das am 3. April um 09:00 UT beginnt. Weitere auf der Liste sind unter anderem der Swift-Satellit und das Fermi-Gammastrahlenteleskop, das Himalayan Chandra Telescope (Hanle, Indien) sowie das 10-Meter-Südpol-Teleskop und das IceCube Neutrino Telescope (Südpol, Antarktis).

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