Perry Rhodan-Paket 61: Mythos (Teil1). Perry RhodanЧитать онлайн книгу.

      Achtwöchentliche Beilage zur PERRY RHODAN-Serie

      Nr. 174

      Die neue Ära der Astrophysik

      Das Verständnis des Universums wird revolutioniert

      Himmelsforschung mit einer Mülltonne

      Überlichtgeschwindigkeit für die Astronomie

      Neutrinos und Gammaquanten vom Schwarzen Loch

      Höchste Energien aus dem All

      Kosmische Teilchenschleudern: Energiegewitter beim Materiefraß Schwarzer Löcher setzen ein riesiges Strahlenspektakel frei und beschleunigen Partikel in magnetisch gebündelten Jets fast auf Lichtgeschwindigkeit. Hunderte von Wissenschaftlern beobachteten nun erstmals verschiedene Signaturen dieser brachialen Vorgänge im All. [Illustration: ESO, L. Calçada]

      Intro

      Liebe Terraner,

      zum Tages- (oder besser Nacht-)geschäft der Astronomen gehört es, die Absender der Botschaften aus dem Universum zu ermitteln. Manche sind gut bekannt, besonders die sichtbaren Quellen. Andere dagegen existieren bislang nur im Reich der Spekulationen. So ist der Ursprung der Kosmischen Strahlung seit ihrer Entdeckung vor mehr als einem Jahrhundert ein großes Rätsel – vor allem hinsichtlich der energiereichsten Partikel: Woher kommen diese, und was beschleunigt sie?

      Eine Teilantwort hat nun ein internationales Forscherteam gefunden. Der Schlüssel war der erste klare Hinweis auf eine gemeinsame Quelle von Neutrinos und Gammastrahlung. Das markiert zugleich den Beginn eines neuen Paradigmas der Himmelskunde. Die Forscher nennen es Multi-Messenger-Astronomie (englisch für »viele Boten«): die Beobachtung eines Vorgangs mithilfe mindestens zwei der grundverschiedenen kosmischen Botschaften. Damit beginnt, und das ist keine Übertreibung, eine neue Ära der Astrophysik.

      Die amerikanische Fachzeitschrift Science, die wöchentlich viele wichtige Forschungsarbeiten publiziert (darunter auch die ersten zur Multi-Messenger-Astronomie), hat diese Entwicklungen im Dezember 2018 zu einem der wissenschaftlichen Durchbrüche des Jahres erklärt. Das Magazin kürt auf diese Weise seit Langem die wichtigsten Erkenntnisse. Und letztes Jahr wählte sie auf Platz 1 eine Kombination neuer Techniken in der Biochemie und Zellphysiologie: Mit dieser sogenannten single-cell-RNA-seq lässt sich die Entwicklung von Lebewesen in erstaunlichen Details verfolgen: Zelle für Zelle mit der Messung Tausender von Genaktivitäten von der befruchteten Eizelle bis zum weit entwickelten Embryo.

      Gleich als Nächstes kürte Science die Entdeckung der ersten extragalaktischen Quelle hochenergetischer Neutrinos, die zudem Gammastrahlen und Protonen erzeugt: ein Schwarzes Loch im Zentrum einer fernen Galaxie. Der Nachweis von Signalen dieser gewaltigen kosmischen Energieschleuder leitet zusammen mit Gravitationswellen-Messungen kollidierender Neutronensterne die Multi-Messenger-Astronomie ein.

      Diese Ausgabe des PERRY RHODAN-Journals berichtet über die spektakulären neuen Erkenntnisse und ordnet sie außerdem in den größeren Kontext ein: wissenschaftssystematisch hinsichtlich des Bedeutungsspektrums der Multi-Messenger-Astronomie; und wissenschaftsgeschichtlich im Hinblick auf die Entdeckung der von überlichtschnellen (!) Teilchen erzeugten Tscherenkow-Strahlung sowie deren Anwendung sowohl in der Gammastrahlen- als auch der Neutrino-Astronomie. Dabei spielt der riesige IceCube-Detektor rund zwei Kilometer unter dem Südpol im Eis der Antarktis eine entscheidende Rolle. Dessen Aufbau, Funktion und erste Entdeckungen wurden schon im Journal 158 ausführlich gewürdigt. Bei der Neutrino-Astronomie muss man paradoxerweise unter die Erdoberfläche gehen, um weit hinaus in den gestirnten Himmel zu spähen.

      Ad astra!

      Rüdiger Vaas

      Die neue Ära der Astrophysik

      Verschiedene Signale vom selben Absender revolutionieren das Verständnis des Universums

      Von Rüdiger Vaas

      Das Jahr 2017 wird, wie sich inzwischen beurteilen lässt, in die Wissenschaftsgeschichte eingehen. Der Grund: Es hat zum ersten Mal völlig verschiedene Betrachtungsweisen derselben brachialen Vorgänge weit außerhalb der Milchstraße eröffnet. Auf dieses Ziel haben Forscher seit Jahrzehnten hingearbeitet. Nun werden sie mit reichen Erkenntnissen belohnt: mit Informationen über die heftigsten Prozesse seit dem Urknall.

      Es ist, als würde man erstmals dieselben Quellen zugleich sehen, hören und riechen können – mit dem Unterschied, dass die Wirkungen des Weltalls den menschlichen Sinnen nur indirekt zugänglich sind. Doch das Ergebnis ist ähnlich: Mehrere unabhängige Informationsüberträger vermitteln ein neues und wesentlich tieferes Verständnis. Und dabei geht es um die energiereichsten Mitteilungen überhaupt, die der Kosmos verkündet.

      Ein Quartett kosmischer Botschaften

      Astrophysiker kennen vier grundverschiedene Signale aus dem Weltraum, wobei sie zwei davon erst seit wenigen Jahren nachweisen können:

      – Elektromagnetische Strahlung: Sie entspricht den Reizen für den Gesichtssinn, besteht aber nicht nur aus sichtbarem Licht, sondern aus dem ganzen Spektrum – von der langwelligen Radio-, Mikrowellen- und Infrarotstrahlung bis zu dem Bereich mit höheren Frequenzen als Licht, der Ultraviolett-, Röntgen- und Gammastrahlung. Werner Hofmann vom Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg vergleicht dies mit einem Klavier: Wenn das normale Licht darauf einer Oktave entspräche, acht weißen Tasten, dann wäre die Klaviatur des gesamten elektromagnetischen Spektrums, das Astronomen inzwischen ausloten können, ein Instrument von 15 Meter Breite.

      Karambolagen von Sternruinen im Visier: Wenn kollabierte Kerne ausgebrannter Riesensterne miteinander kollidieren, erzittert die Raumzeit förmlich. Neben Gravitationswellen werden auch hochenergetische Gammastrahlen erzeugt, die von den kosmischen Erschütterungen zeugen. [Illustration: NSF, LIGO, Sonoma State University, A. Simonnet]

      – Kosmische Strahlung: Sie ist am ehesten mit den Stimulanzen des Geruchssinns vergleichbar, denn die Detektoren entdecken Stoffe aus dem All – vor allem energiereiche Protonen und Elektronen, aber auch schwerere Atomkerne und zuweilen Antimaterie-Teilchen (Positronen und Antiprotonen). Aus historischen Gründen wird ein Teil der Gammastrahlung oft ebenfalls zur Kosmischen Strahlung gerechnet.

      – Neutrinos: Auch sie sind »materiell«, aber auf eine besondere Weise. Die flüchtigen, fast masselosen und daher beinahe lichtschnellen Elementarteilchen wechselwirken nämlich nur äußerst schwach mit gewöhnlicher Materie – elektromagnetisch sogar überhaupt nicht –, weshalb sie selbst große Himmelskörper ungestört durchdringen können. Sie legen daher Milliarden Lichtjahre im All zurück, ohne von Magnetfeldern und Materie abgelenkt oder behindert zu werden.

      – Gravitationswellen: Sie lassen sich am besten mit Schallwellen vergleichen,