Superenergiereiches Teilchen aus dem All verblüfft Astronomen

Am 27. Mai 2021 haben Astronom*innen des Telescope Array in Utah einen Vorfall untersucht, bei dem ein ultraenergiereiches Signal erzeugt wurde. Das Telescope Array ist ein Feld aus Antennen, die den Einschlag kosmischer Teilchen auf einer Fläche von 700 Quadratkilometer messen. Dieses eine Signal war so stark, dass die Forscher*innen an einen Software-Fehler dachten. Im Zuge von Untersuchungen wurde jedoch klar, dass tatsächlich ein Teilchen mit einer Energie von 244 Exaelektronenvolt (244 mal 10 hoch 18 Volt) eingeschlagen war.

Nur das Oh-My-God-Teilchen war stärker

Eine Studie zu dem Vorfall wurde nun im Fachmagazin Science veröffentlicht. Sie stellt fest, dass es sich um einen ultrahochenergetischen kosmischen Strahl (UHECR) gehandelt hat. Das 2021 entdeckte Teilchen war das stärkste seit langer Zeit. Nur das so genannte Oh-My-God-Teilchen, das 1991 entdeckt wurde, war noch energiereicher. Es kam auf 320 Exaelektronenvolt.

Weil der japanische Astronom Toshihiro Fujii von der Osaka Metropolitan University, der am multinational betriebenen Telescope Array in Utah arbeitete, das Signal als erstes entdeckte, durfte er ihm einen Namen verpassen. Es heißt nun Amaterasu, nach dem Namen einer Sonnengöttin in der Shinto-Religion.

➤ Mehr lesen: Physiker entdecken nie zuvor gesehenes Teilchen auf einer Tischplatte

Ursprung völlig rätselhaft

Wie Ars Technica berichtet, versuchten die Forscher*innen auch den kosmischen Ursprung des Teilchens festzustellen. Laut seiner Flugbahn sollte es allerdings aus einer Region im Weltraum stammen, die relativ leer scheint. Was genau solch ein hochenergetisches Teilchen erzeugt haben könnte, ist völlig unklar. "Im Falle des Oh-My-God-Teilchens und diesem neuen Teilchen verfolgst du die Flugbahn bis zu ihrem Ursprung zurück und da gibt es einfach nichts, was so hochenergetisch wäre, um es zu produzieren", sagt John Matthews, Co-Autor der Studie über Amaterasu. "Das ist das große Mysterium - Was zum Teufel passiert her?"

UHECRs werden auf der Erde sehr selten gemessen und sind aufgrund ihrer winzigen Größe kaum erkennbar. Messinstrumente wie das Telescope Array sollen einen Bruchteil der ständig auf der Erde auftreffenden Teilchen einfangen. Die Anlage in Utah soll künftig erweitert werden. Statt 700 Quadratkilometer werden dann 2900 Quadratkilometer abgedeckt.