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Astronomie: Mysteriöse Teilchen aus dem Weltall

23.07.2018

Washington Sternguckernächte gehören zu den Höhepunkten des Sommers. Doch während der Blick zu Sternbildern schweift und Sternschnuppen niedergehen, rasen unbemerkt auch geheimnisvolle Partikel herunter, von denen kaum jemand etwas weiß: winzig klein und trotzdem energiegeladen wie keine anderen bekannten Teilchen im Universum. US-Forscher wollen diesen mysteriösen Oh-my-God-Teilchen mit einer Smartphone-App das Geheimnis ihrer Herkunft entlocken.

Deutsche Experten sind skeptisch – denn mit Großteleskopen in Argentinien und den USA sucht man schon lange vergeblich nach der Quelle dieser Mini-Kraftprotze, die Teil der kosmischen Strahlung sind. Nicht größer als ein Atomkern sausen sie mit der Kraft eines scharf aufgeschlagenen Tennisballs und fast so schnell wie das Licht auch in Richtung Erde. Ein verblüffter Physiker nannte sie Oh-my-God-Teilchen (Oh-mein-Gott-Teilchen).

Millionen dieser Partikel treffen pro Jahr auf die Erdatmosphäre, und trotzdem sind sie schwer zu erwischen. Denn die OMG-Teilchen zerschellen an der schützenden Schicht in Tausende bis Milliarden Sekundärteilchen. Etwa 100 davon durchdringen pro Sekunde unbemerkt unseren Körper und sind für 20 bis 30 Prozent der natürlichen Strahlenbelastung aller Menschen verantwortlich.

„Seit über 100 Jahren wissen wir, dass die Teilchen aus dem Weltraum zu uns kommen, aber wir wissen bis heute nicht, wo die eigentlichen Quellen liegen und wie sie funktionieren. Für einen Wissenschaftler eine nahezu unerträgliche Situation“, sagt Karl-Heinz Kampert von der Uni Wuppertal, einer der führenden deutschen Experten für hochenergetische Strahlung und OMG-Teilchen.

Zwar haben Forscher, darunter Kampert selbst, gerade erstmals anhand eines Neutrinos eine Quelle kosmischer Strahlung entdeckt – ein vier Milliarden Lichtjahre entferntes aktives Schwarzes Loch. „Aber ob dieser Blazar auch ultrahochenergetische OMG-Teilchen aussenden kann, wissen wir nicht“, sagt Kampert. Das im September 2017 am Südpol registrierte verräterische Neutrino hatte eine Energie von etwa 10 hoch 14 Elektronenvolt, OMG-Partikel sind rund eine Million Mal energiereicher.

Schon 1962 hatten Forscher ein solches Teilchen in New Mexico mit dem Volcano-Ranch-Detektor nachgewiesen. Der Name OMG-Partikel geht auf eine Beobachtung im Jahr 1991 über Utah zurück. Inzwischen wissen Astrophysiker zumindest zwei Dinge: Die mysteriösen Minis sind keine Überbleibsel aus dem Urknall. Und ihre Quellen können nicht allzu weit entfernt sein.

Das Team um den Physiker Daniel Whiteson von der University of California in Irvine möchte die breite Öffentlichkeit nutzen – mit den Kameras ihrer Smartphones und einer speziellen App (http://crayfis.io). „Wenn wir ein einziges OMG-Teilchen erwischen, lernen wir nicht allzu viel. Die App wird uns sagen, aus welcher Richtung am Himmel es gekommen ist. Aber wenn mehr Nutzer mitmachen und wir 10 oder 100 oder 1000 davon sehen, dann können wir anfangen, zu verstehen, wo genau sie herkamen. Das könnte uns einen Hinweis geben, was – oder wer – sie produziert“, sagt Whiteson.

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