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StartseiteForschung aktuell"Die Aufregung ist groß in der astronomischen Gemeinschaft"13.07.2018

Forscher zu IceCube-Projekt am Südpol"Die Aufregung ist groß in der astronomischen Gemeinschaft"

Erstmals ist es einem Forscherteam gelungen, die Quelle eines Neutrinos, eines sogenannten Geisterteilchens, im Kosmos nachzuweisen. Das sei für ihn und seine Kollegen etwas ganz Besonderes, sagte Marek Kowalski vom Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) im Dlf. Nun hoffe man darauf, durch weitere Mittel das Projekt ausbauen zu können.

Marek Kowalski im Gespräch mit Christiane Knoll

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Künstlerische Darstellung des aktiven Galaxienkerns. Das supermassive Schwarze Loch im Zentrum der Akkretionsscheibe schickt einen energiereichen, scharf gebündelten Teilchenstrahl senkrecht ins All  (DESY / Science Communication Lab)
Neutrino-Forscher Marek Kowalski im Dlf: "Das Allerwichtigste ist erst mal, dass so ein Blazar hochenergetische Neutrinos produziert." (DESY / Science Communication Lab)
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Christiane Knoll: Herr Kowalski, seit fünf Jahren fängt IceCube kosmische Neutrinos. Jetzt haben Sie erstmals eines einer aktiven Galaxie zuordnen können. Wie glücklich sind Sie? 

Marek Kowalski: Das ist für uns etwas ganz Besonderes. Wir haben tatsächlich seit fünf Jahren auf dieses Ergebnis hingearbeitet. Im Grunde ist das Ganze ein IceCube-Projekt für dieses Ziel gebaut worden und wir sind natürlich jetzt ja außer uns dass wir jetzt etwas gefunden haben was wir präsentieren können.

"Das ist sehr selten, so ein Phänomen im Nachthimmel"

Knoll: Sie konnten für das eine Neutrino, das sich im Eis der Antarktis verfing, die Energie und den Einfallswinkel bestimmen. Sie wussten also aus welcher Richtung es kam, aber woher genau, das geben die Daten eigentlich gar nicht her. Was macht Sie so sicher, dass das das genau der Blazar in vier Milliarden Lichtjahren Entfernung war? Warum nicht ein anderes Objekt dahinter, warum nicht etwas ganz anderes irgendwas Unbekanntes?

Kowalski: Also bei dem Neutrino, das wir gefunden haben, da wussten wir aus energetischen Überlegungen, aber auch aus anderen Überlegungen, dass es sich höchstwahrscheinlich um ein kosmisches Neutrino handelt. Und wenn man dieses Neutrino zurückverfolgt, dann guckt man auf einen Abschnitt im Himmel, der etwa einen Radius von einem halben Grad hat, also vielleicht die Fläche vom Mond. Und in dieser Region sind sehr viele Galaxien, aber eben nur eine, die besonders stark leuchtet, nur eine, die wirklich infrage kommt, und diese eine Galaxie, die wir dort an der Stelle gefunden haben, die war auch in dem Moment, wo das Neutrino kam, besonders hell - sie hatte einen sogenannten Flair, also ein starkes Flackern in der hochenergetischen Gammastrahlung.

Und das ist sehr selten, so ein Phänomen im Nachthimmel. Wenn man das zusammen zählt, dann hat es uns letztlich die Überzeugung gebracht, dass wir hier die Quelle nachgewiesen haben. 

Knoll: Das heißt, nach völlig Unbekanntem suchen Sie gar nicht? 
 
Kowalski: Doch, wir suchen auch nach allem Möglichen. Es gibt verschiedene Signaturen. Zum Beispiel können wir auch Neutrino-Quellen am Nachthimmel identifizieren, ohne dass es dazu einen Gegenkandidaten also eine Quelle im Elektromagnetischen gibt. Dafür bräuchten wir aber eine Anhäufung von Neutrinos von einer Stelle.

In diesem Fall haben wir nur ein einzelnes Neutrino gefunden, das aber in Koinzidenz mit einer sehr hell leuchtenden aktiven Galaxie. Es gibt verschiedene Szenarien und a priori wissen wir ja nicht, welches richtig ist, aber im Augenblick wissen wir zumindest, dass es diese eine Quelle sein kann.

Knoll: Im Nachhinein konnten Sie auch weitere Neutrinos aus IceCube diesem Blazar zuordnen. Was haben Sie gelernt? 

Kowalski: Das Allerwichtigste ist erst mal, dass so ein Blazar hochenergetische Neutrinos produziert. Das ist deswegen so eine wichtige Erkenntnis, weil wir daraus schlussfolgern können, dass in so einem Blazar nicht nur Neutrinos produziert werden, sondern auch hochenergetische kosmische Strahlung. Diese Frage, das ist eine ganz alte Frage, die es schon über 100 Jahre alt. Wo kommt diese kosmische Strahlung her? Die Erklärung steht noch aus. In manchen Energiebereich kennen wir die Antworten eventuell schon, für Alles außerhalb unserer Galaxie, da tappen wir noch ziemlich im Dunkeln.

Das hat sich jetzt geändert. Wir haben noch darüber hinaus -  und darauf hatten Sie in ihrer Frage abgezielt - wir haben in unserem zweiten Papier nicht nur dieses eine Neutrino präsentiert, sondern im Grunde noch ein Dutzend weitere. Diese Erkenntnis erlaubt uns jetzt erstmalig auch, den Neutrino-Fluss von einer Quelle zu bestimmen.

Was lernen wir daraus? Nun wir lernen daraus, wie es im Inneren von einem Jet aussieht, wie es in der Nähe von einem Schwarzen Loch aussieht. Es ist ein Beschleunigungs Prozess, der offenbar zu viel höheren Energien führt als wir zum Beispiel auf der Erde erreichen können durch irdische Beschleuniger, und diese Umgebung, die wollen wir verstehen und mit Neutrinos können wir im Grunde Einsichten in solche Phänomene gewinnen. 

Hoffen auf mehr Mittel für den Ausbau des IceCube-Projekts

Knoll: Es gibt Ausbaupläne für IceCube in der Antarktis, werden Sie die Mittel dafür jetzt bewilligt bekommen? 

Kowalski: Hoffen wir, also wir haben einen Projektplan, wie wir IceCube etwa zehnmal größer bauen können für in etwa die gleichen Mittel,  die IceCube, das Original, benötigt hat. Wir sind zehnmal so groß und können damit fast zehnmal so viele Ereignisse nachweisen und können dann in Zukunft solche Koinzidenzen viel häufiger sehen, als wir es in der Vergangenheit getan haben. Die Aufregung ist groß in der astronomischen Gemeinschaft. Es sieht vielversprechend aus.

Äußerungen unserer Gesprächspartner geben deren eigene Auffassungen wieder. Der Deutschlandfunk macht sich Äußerungen seiner Gesprächspartner in Interviews und Diskussionen nicht zu eigen.

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