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In der Antarktis wurden Neutrinos aus der Milchstraße entdeckt
Shutterstock / Denis Belitsky
Nach mehr als einem Jahrzehnt der Suche hat der IceCube-Neutrinodetektor in der Antarktis endlich hochenergetische Teilchen aus dem Inneren der Milchstraße gefunden. Diese Entdeckung öffnet einen Einblick in die Art und Weise, wie kosmische Strahlung das Universum formt.
Die Scheibe der Milchstraße ist in jeder Wellenlänge des Lichts unglaublich hell – insbesondere in der Gammastrahlung, die häufig von Licht begleitet wird Neutrinos. Aber alle Neutrinos aus unserer Galaxie wurden in der Vergangenheit von stärkeren Signalen aus anderen Galaxien überwältigt, sodass wir sie nicht beobachten konnten.
„Wir haben zehn Jahre gebraucht, um die galaktische Ebene in Neutrinos zu finden“, sagt IceCube-Chef Franz Halzen an der University of Wisconsin-Madison. „Es ist völlig kontraintuitiv. Es ist, als würde man nachts nach draußen gehen und einen hellen Himmel in aktiven, entfernten Galaxien sehen, aber nicht in der Milchstraße.“
Die Forscher wandten einen neuen Algorithmus für maschinelles Lernen auf die zwischen 2011 und 2021 gesammelten IceCube-Daten an. Dadurch konnten sie Signale kennzeichnen, die zuvor als Rauschen verworfen worden waren, und mehr als 20-mal so viele beibehalten wie mit den zuvor verwendeten Methoden zur Auswahl von Daten für die Analyse.
Sie fanden ein diffuses Leuchten hochenergetischer Neutrinos, die aus unserer eigenen Galaxie zu stammen scheinen, aber die genauen Quellen dieser Neutrinos sind noch nicht bekannt. Im Allgemeinen entstehen bei kosmischer Strahlung Neutrinos, bei denen es sich um hochenergetische Teilchen handelt Sie bewegen sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch den Weltraum, kollidieren mit anderer Materie und erzeugen Schauer aus fundamentalen Teilchen und Strahlung.
Doch wo genau diese kosmischen Strahlen herkommen und wie sie zu so hohen Energien gelangen, ist seit langem umstritten. Viele Astrophysiker glauben, dass sie von riesigen Schwarzen Löchern stammen, die die Materie um sie herum mit Gewalt verschlingen, aber das kann nicht die Quelle der kosmischen Strahlung sein, die die gerade gefundenen IceCube-Neutrinos erzeugt hat. „Wir haben kein aktives supermassereiches Schwarzes Loch in unserer Galaxie – unseres ist inaktiv“, sagt Halzen.
Der nächste Schritt besteht darin, die hochenergetischen Neutrinos auf den Erzeuger der kosmischen Strahlung zurückzuführen, von der sie stammten. „Kosmische Strahlung scheint die Hochenergiestruktur unserer Galaxie zu dominieren – sie spielt eindeutig eine wichtige Rolle“, sagt Halzen. „Jetzt haben wir dieses direkte Werkzeug, um Quellen zu identifizieren, die kosmische Strahlung freisetzen, und wir sind bereits dabei.“
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