Kosmische Strahlung: Quelle im Sternbild Schwan?

Aus dem Sternbild Schwan treffen mehr hochenergetische Teilchen der so genannten kosmischen Strahlung auf die Erde als aus anderen Richtungen. Darauf deutet die bislang umfangreichste Untersuchung der Verteilung der kosmischen Strahlung durch ein japanisch-chinesisches Forscherteam hin.

Hirosaki (Japan)/Peking (China) - Die Wissenschaftler präsentieren die Ergebnisse ihrer Beobachtungen mit den "Tibet Air Shower Arrays" in der aktuellen Ausgabe des Fachblatts "Science".

Die kosmische Strahlung besteht aus elektrisch geladenen Teilchen -- vor allem Protonen -- die nahezu gleichmäßig aus allen Richtungen auf die Erdatmosphäre treffen. Dort lösen sie beim Zusammenprall mit Atomen Schauer sekundärer Teilchen aus, die sich mit Detektoranlagen wie den Tibet Air Shower Arrays nachweisen lassen. "Die Intensität der kosmischen Strahlung ist durch den Einfluss der galaktischen Magnetfelder fast richtungsunabhängig", beschreiben die Forscher um Michihiro Amenomori von der Universität Hirosaki und Yi Zhang vom Institut für Hochenergiephysik in Peking das Problem. Die Teilchen reisen Jahrmillionen durchs All und werden dabei von den Magnetfeldern in der Milchstraße abgelenkt, so dass sich jede Spur ihrer Herkunft verwischt.

Fast verwischt: Denn nach 16 Jahre langen Messungen an den Tibet Air Shower Arrays und 37 Milliarden registrierten Teilchen fanden Amenomori, Zhang und Kollegen eben doch eine geringe Anisotropie in den Daten: Aus Richtung des Sternbilds Schwan kommen etwa 0,1 Prozent mehr kosmische Teilchen. Als Ursachen kommen Schockwellen explodierender Sterne oder Materiestrahlen von Schwarzen Löchern in Frage, so die Forscher.

Die Richtung des Überschusses an kosmischen Strahlen stimmt mit der Richtung eines bislang unerklärten Überschusses an hochenergetischen Gammastrahlen überein. Amenomori, Zhang und ihr Team sehen dies als Bestätigung für die vermutete Quelle an, denn solche astrophysikalischen Prozesse erzeugen zumeist sowohl Gammastrahlung als auch schnelle, elektrisch geladene Teilchen. Andere Forscher sehen darin allerdings eher eine Schwächung des Befundes. Denn, so kritisiert etwa David Kieda von der University of Utah, die Tibet Air Shower Arrays können nicht zwischen den Teilchen der kosmischen Strahlung und hochenergetischen Gammastrahlen unterscheiden -- möglicherweise haben Amenomori, Zhang und ihr Team also auch nur die Anisotropie der Gammastrahlung gesehen. Doch die Forscher aus Japan und China widersprechen dieser Interpretation: Der von ihnen gemessene Überschuss komme aus einer wesentlich größeren Region und müsse daher der kosmischen Strahlung zugeordnet werden.