Schwarze-Loch-„Teilchenbeschleuniger“ verursachen mysteriöse kosmische Strahlen, die mit Lichtgeschwindigkeit auf die Erde niederprasseln
Eine Studie hat aufgedeckt, wie kosmische Objekte beschleunigte Teilchen durch den Weltraum senden. Strahlen, die von Quasaren und Supernovae ausgehen, können gefährliche kosmische Strahlen aussenden, die die Erde treffen. Zum ersten Mal zeigte eine Studie, wie die kosmischen Strahlen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden.
Ein kleines schwarzes Loch hilft Wissenschaftlern dabei, zu verstehen, wie mysteriöse kosmische Strahlen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch das Universum rasen und die Erde treffen.
Hochenergetische kosmische Strahlen regnen ständig aus dem Weltraum auf uns herab, aber Wissenschaftler wissen nicht viel darüber. Ein langjähriges Rätsel ist, wie kosmische Strahlen mit solcher Geschwindigkeit unseren Planeten erreichen können.
Forscher haben zum ersten Mal in dem schwarzen Loch einen natürlichen Teilchenbeschleuniger entdeckt, der die Erde bombardierenden kosmischen Strahlen beschleunigt.
"In den letzten Jahren konnten wir sagen: 'Ja, es gibt Teilchenbeschleunigung. Wie? Unmöglich zu sagen. Aber es gibt sie'," sagte Laura Olivera-Nieto, Autorin des Papiers und Forscherin am Max-Planck-Institut für Kernphysik in Heidelberg, zu Business Insider.
"Nun betreten wir eine Ära, in der wir tatsächlich sagen können, wo und wie", fügte sie hinzu.
Unser Planet schwimmt in einem Meer aus kosmischen Strahlen. Diese geladenen Teilchen prallen durch das Universum und bringen dabei viel Energie mit sich.
Wenn diese Strahlen ungefiltert auf unseren Planeten treffen würden, wäre das Leben auf der Erde nicht möglich. Kosmische Strahlen bewegen sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit - so schnell, dass sie durch unseren Körper wie Luft hindurchdringen können und dabei so viel Energie mitbringen, dass unsere DNA zu Ribbons zerschreddert würde.
Zum Glück schützt uns die Atmosphäre unseres Planeten vor dem Schlimmsten der Strahlung. Dennoch ist es für uns wichtig zu verstehen, wie sie in unserem Universum auftreten, insbesondere da immer mehr Länder in die Zukunft investieren, um den Menschen zu einer multiplanetaren Spezies zu machen.
Und eine der Dinge, die wir wirklich nicht verstehen, ist, wie sie ihre Geschwindigkeit erreichen.
Wenn Wissenschaftler kosmische Strahlen von Quasaren und Supernovae betrachten, sehen sie normalerweise nur einen großen Fleck.
Hochenergetische kosmische Strahlen stammen von Quasaren, die sehr weit entfernt sind - näher dran und sie würden die Milchstraße zerstören, daher sind sie schwer im Detail zu erkennen. Supernovae können näher dran sein, senden aber schwache Strahlen aus, die von einem Teleskop auf der Erde kaum zu erkennen sind.
Aber ein nahegelegenes kosmisches Objekt namens SS 433 gab eine seltene Gelegenheit, einen ungewöhnlich detaillierten Blick auf kosmische Strahlen zu werfen.
SS 433 ist ein Mikroquasar, was bedeutet, dass es sich um ein kleines schwarzes Loch handelt, das etwa zehnmal so massereich wie die Sonne ist. Es befindet sich im Manatee-Nebel, einer Gaswolke, die von einem explodierten Stern vor etwa 18.000 Lichtjahren hinterlassen wurde.
Wissenschaftler haben drei Theorien, um zu erklären, wie dieser natürliche Teilchenbeschleuniger funktioniert.
Eine Theorie besagt, dass Magnetfeldlinien um das schwarze Loch diese Teilchen tragen und unter so großer Spannung stehen, dass sie gewaltsam abbrechen und die Teilchen ins All schleudern.
Eine andere besagt, dass das schwarze Loch Tunnel erzeugt, die die Teilchen beim Abprallen beschleunigen. Doch dann würden die Teilchen allmählich schneller werden.
Die Beobachtung ergibt zum ersten Mal eine dritte Hypothese: Die Teilchen prallen auf eine unsichtbare Wand, eine so genannte Diskontinuität, die die Teilchen abrupt in ihrem Weg stoppt.
