Wie erreicht die Natur, wofür am Large Hadron Collider (LHC) am CERN in Genf Tausende von Wissenschaftlern und viele Milliarden Euro erforderlich sind? Wie werden im Universum Atomkerne auf die Energie eines kräftig geschlagenen Tennisballs gebracht? Neue Forschungsergebnisse von Wissenschaftlern der Universitäten Potsdam und Arizona/USA liefern jetzt wichtige Hinweise darauf, wie der Erzeugungsprozess im Detail abläuft.
Wissenschaftler messen die Strahlung kosmischer Objekte in allen Bereichen, um Rückschlüsse auf die in diesen Objekten ablaufenden Prozesse zu erhalten. Eines dieser kosmischen Objekte eignet sich besonders zur Untersuchung sehr energiereicher Elementarteilchen: der Krebsnebel, der Überrest einer im Jahre 1054 beobachteten Supernova. Herkömmliche Modelle konnten die vom Krebsnebel beobachtete Strahlung allerdings nicht reproduzieren und man musste mehrere unabhängige Populationen energiereicher Teilchen annehmen.
Die neuesten Forschungen haben nun gezeigt, dass die Strahlung vom Krebsnebel doch mit einer einzigen Teilchenpopulation reproduzierbar ist. Voraussetzung ist eine spezielle Eigenschaft der Population, die sich in der Helligkeitsverteilung des Krebsnebels über die Strahlungsbereiche von Radiowellen bis zur trilliardenfach energiereicheren Gammastrahlung äußert. Sie ist eine direkte Folge des Wettbewerbs zwischen den mikroskopischen Prozessen, die letztlich zur Beschleunigung atomarer Teilchen auf sehr hohe Energien führen. Eine Analyse der globalen Strahlung eines für uns unerreichbar weit entfernten Objekts liefert so wichtige neue Erkenntnisse über die Einzelprozesse der Teilchenbeschleunigung, die man jetzt auf andere Objekte übertragen kann, bei denen Messungen ähnlicher Güte nicht möglich sind. „Das neue Ergebnis stellt einen wichtigen Fortschritt für unser Verständnis von Teilchenbeschleunigung in kosmischen Objekten dar und hilft, den Ursprung der energiereichen Teilchen zu entschlüsseln, die praktisch überall im Universum zu finden sind“, so Prof. Dr. Martin Pohl von der Universität Potsdam.
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Die neuen Ergebnisse sind hier erschienen:
https://academic.oup.com/mnras/article/doi/10.1093/mnras/stx1833/3980212/Particle-acceleration-model-for-the-broadband?guestAccessKey=bb258c8d-580e-48b4-ac8e-b03bc88b7d64
Medieninformation 05-09-2017 / Nr. 137
Prof. Dr. Martin Pohl
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