Seltene Teilchen, die Auskunft über ferne Sternensysteme und Supernovas liefern, wollen US-Physiker jetzt direkt über den Mond nachweisen. Dieser strahle dann eine elektromagnetische Strahlung aus, die sich messen lässt, so der New Scientist.
Teilchen mit Seltenheitswert
Es gibt Dinge, die sind selbst im Kosmos selten: Wasserstoff- und Heliumkerne mit einer Energie von mehr als 10 hoch 19 Elektronenvolt zum Beispiel.
Ganze 17 Mal wurden sie bislang nachgewiesen. Vermutlich trifft pro Quadratkilometer nur alle 100 Jahre eines dieser hochenergetischen Teilchen auf die Erde.
Der Heliumkern ist der Atomkern eines Heliumatoms; er besteht aus zwei Protonen und zwei Neutronen. Der Wasserstoffkern besteht dagegen lediglich aus einem einzigen Proton. Aus Heliumkernen bestehen die a-Strahlen radioaktiver Substanzen.
Mond als Detektor
Jaime Alvarez-Muñiz vom Bartol Research Institute der University of Delaware und Enrique Zas vom Department of Particle Physics der University of Santiago de Compostela möchten für die Erforschung der seltenen Gäste nun gleich den ganzen Mond für ihre Zwecke nutzen.
Ursprungsort Supernova
Während die weitaus meisten Teilchen der kosmischen Strahlung aus der Milchstraße stammen, haben insbesondere solche sehr hoher Energien ihren Ursprung wahrscheinlich in extragalaktischen Supernovae und Pulsaren. Somit stellen diese Teilchen direkt untersuchbare Materie ferner Galaxien dar.
Teilchen meets Mond
Trifft ein Teilchen auf den Mond, so dringt die kosmische Strahlung nur wenige Zentimeter in den Mondboden ein, wobei eine typische elektromagnetische Strahlung freigesetzt wird, die so genannte Tscherenkow-Strahlung.
Tscherenkow-Strahlung
Benannt nach dem russischen Physiker und Nobelpreisträger Pawel Alexejewitsch Tscherenkow (1904-1990). Er entdeckte 1934 das besagte Phänomen, auch bekannt als Tscherenkow-Effekt. Die klassische Definition: Eine Flüssigkeit strahlt ein bläuliches Licht aus, wenn Elektronen oder andere geladene atomare Teilchen sie mit einer Geschwindigkeit durchdringen, die größer ist als die Phasengeschwindigkeit des Lichtes in diesem Medium. Mit Strahlungsdetektoren (den so genannten Tscherenkow-Zählern) kann man diese Erscheinung nachweisen.
Das Science Magazine berichtete allerdings im Januar von einer Neuentdeckung betreffs das Effektes. Beteiligt waren Wissenschaftler der Max-Planck-Gesellschaft.
Presseinformation der Max-Planck-Gesellschaft
Radiosignale vom Mond
Diese Tscherenkow-Strahlung wird von geladenen Teilchen ausgestrahlt, die in dem Medium schneller sind als Licht. Parallel dazu entsteht auch ein breites Spektrum elektromagnetischer Strahlung. Muñiz und Zas sind sicher, dass sich diese Radiosignale mit einer Wellenlänge von wenigen Zentimetern hier auf der Erde mittels Radioastronomie am besten messen ließen.
Jene 17 bislang bekannten Teilchen mit einer Energie von mehr als 10 hoch 19 Elektronenvolt könnten dann bald raschen Nachwuchs bekommen.
Radioastronomie
...mißt die Durchlässigkeit der Atmosphäre für elektromagnetische Wellen mit Wellenlängen von etwa 1 mm bis 20 m und die Eigenstrahlung (Radiostrahlung) verschiedener Objekte im Weltall in diesem Wellenbereich. Die Verfahren der Radioastronomie entsprechen weit gehend den Radarverfahren. Die auf der Erde empfangene Radiostrahlung kommt vor allem von örtlichen Quellen in der Milchstraße, von der Sonne, von Radiogalaxien und Quasaren. Vier Ursachen für Radiostrahlung kennt man: 1. eine thermische, bedingt durch die Temperatur der Quelle; 2. Synchrotronstrahlung, entstanden durch Beschleunigung von Elektronen in Magnetfeldern; 3. Plasmaschwingungen, d. h. Schwingungen in aus elektrisch geladenen Teilchen bestehenden Gasen; 4. Linienstrahlung, vergleichbar den Spektrallinien im optischen Bereich.
Max-Planck-Institut für Radioastronomie
Department of Particle Physics, University of Santiago de Compostela