Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

TU-Dortmund-Physikern gelingt ein revolutionär tiefer Blick in den Hochenergie-Kosmos

21.12.2015

Einem internationalen Forscherteam, an dem auch Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TU Dortmund beteiligt sind, ist jetzt die Entdeckung einer der am weitesten entfernten Quellen von hochenergetischer Gammastrahlung gelungen. Der aktive Galaxienkern mit der Katalogbezeichnung PKS 1441+25 wurde mit dem MAGIC (Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov) Teleskopsystem auf der Kanareninsel La Palma, mit den VERITAS Teleskopen in den USA und mit dem Satellitenobservatorium Fermi-LAT beobachtet. Die Ergebnisse des Forscherteams erscheinen in dieser Woche in der angesehenen Fachzeitschrift „Astrophysical Journal Letters“.

PKS 1441+25 im Sternbild Bootes (der Bärenhüter) ist einer der beiden am weitesten entfernten aktiven Galaxienkerne, die jemals im höchstenergetischen Gammastrahlenbereich – bei Energien, die viele Milliarden Mal größer sind als die des sichtbaren Lichts – beobachtet werden konnten.


Künstlerische Darstellung eines Flachspektrum-Radioquasars.

Bild: NASA

Der Nachweis so weit entfernter Objekte in diesem Energiebereich ist unter anderem deshalb so schwierig, weil höchstenergetische Gammastrahlung auf ihrem Milliarden Lichtjahre langen Weg durch das Universum durch Wechselwirkungen mit niederenergetischen Photonen absorbiert wird.

Diese niederenergetischen Photonen erfüllen das Universum in Form eines diffusen extragalaktischen Hintergrundlichtes, das sozusagen den summarischen Fingerabdruck der Entstehungs- und Entwicklungsgeschichte der Sterne und Galaxien im Kosmos bildet. Untersuchungen der Gammastrahlung von Objekten wie PKS 1441+25 ermöglichen indirekt so auch einen Blick weit zurück in eine Zeit, in der die Galaxien erst die Hälfte ihres heutigen Alters hatten.

Als im April 2015 das Large Area Telescope (LAT) auf dem Fermi-Satelliten der NASA eine Phase erhöhter Aktivität bei PKS 1441+25 registrierte, zögerten die Wissenschaftler der MAGIC Kollaboration, an dem die TU beteiligt ist, nicht lange und richteten ihre Teleskope ebenfalls auf das Objekt.

„Die moderne Astrophysik ist heute mehr als je zuvor darauf angewiesen, schnell auf besondere Ereignisse reagieren zu können und mit vielen verschiedenen Instrumenten Strahlung aus unterschiedlichen Wellenlängenbereichen zu registrieren. Bei MAGIC sind wir ideal auf solche Kampagnen vorbereitet. Die erfolgreichen Beobachtungen von PKS 1441+25 unterstreichen das in eindrucksvoller Weise“, erklärt Dr. Elina Lindfors (Universität Turku, Finnland), die bei MAGIC für die Gammastrahlenbeobachtungen von PKS 1441+25 verantwortlich zeichnete.

Abgesehen von der großen Entfernung sind die Beobachtungen von PKS 1441+25 auch deshalb von großem Interesse für die Astronomen, weil es sich hier um einen aktiven Galaxienkern aus der Klasse der sogenannten „Flachspektrum-Radioquasare“ (FSRQs) handelt. Die enormen Leuchtkräfte der FSRQs gehen auf Schwarze Löcher in ihren Zentren zurück, die mehrere hundert Millionen Mal so massereich wie unsere Sonne sein können.

Auf Grund ihrer gewaltigen gravitativen Anziehungskraft bildet sich ein stetiger Strom von Materie, die auf das Schwarze Loch zustürzt. Dabei werden einige Teilchen zu enormen Energien beschleunigt und verursachen die Hochenergie-Emission dieser kosmischen Gammastrahlenquellen.

Die FSRQs gelten insbesondere als mögliche Quellen der kosmischen Hochenergie-Neutrinos, die kürzlich unter maßgeblicher Beteiligung der Arbeitsgruppe um Prof. Wolfgang Rhode (TU Dortmund) mit dem IceCube Experiment am Südpol nachgewiesenen wurden.

„Um den physikalischen Bedingungen, die in diesen kosmischen Teilchenbeschleunigern herrschen und die zur Entstehung von höchstenergetischer Gammastrahlung und Neutrinos führen, auf den Grund zu gehen, müssen wir die gewaltigen Datenströme, die von unseren Teleskopen produziert werden, ressourcenschonend auswerten. Genau an dieser Schnittstelle zwischen Experiment und Big Data Science können wir hier an der TU Dortmund auch über den Sonderforschungsbereich 876 entscheidende Beiträge liefern”, so Prof. Rhode.

Die Forscher planen nun weitere Untersuchungen von PKS 1441+25 und ähnlichen Objekten im Rahmen der kürzlich gegründeten regionalen Forschungszentren RAPP (Ruhr Astroparticle-Plasma Physics Center; Ruhr-Universität Bochum, TU Dortmund und Universität Duisburg-Essen) und WECAP (Würzburg-Erlangen Center for Astroparticle Physics; Universitäten Erlangen und Würzburg). Dabei sollen neben den MAGIC Teleskopen insbesondere auch die Neutrinodetektoren IceCube am Südpol und ANTARES/KM3NeT im Mittelmeer zum Einsatz kommen.

Zusätzliche Informationen:
Das MAGIC (Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov) Teleskopsystem befindet sich auf etwa 2200 Meter über dem Meeresspiegel als Teil der Europäischen Nordsternwarte am Roque de los Muchachos auf der Kanareninsel La Palma. Die beiden Teleskope des Systems haben jeweils einen Hauptspiegeldurchmesser von 17 Metern und messen mit weltweit einzigartiger Empfindlichkeit im Energiebereich zwischen 25 GeV und 50 TeV. Der Nachweis der Gammastrahlung geschieht dabei mittels der abbildenden Luftschauer-Cherenkovmethode über die Beobachtung von Wechselwirkungen der höchstenergetischen Teilchen in der Erdatmosphäre. MAGIC wird in einer internationalen Kollaboration von etwa 160 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern von Instituten aus Deutschland, Spanien, Italien, der Schweiz, Polen, Finnland, Bulgarien, Kroatien, Indien und Japan betrieben.

Weitere Informationen:

https://wwwmagic.mpp.mpg.de/
http://iopscience.iop.org/article/10.1088/2041-8205/815/2/L23
https://www.youtube.com/watch?v=AJh7fq7tYfg&feature=youtu.be

Martin Rothenberg | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Berichte zu: Energiebereich Experiment Galaxien Gammastrahlung IceCube MAGIC PKS Teleskope Wechselwirkungen

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Highlight der Halbleiter-Forschung
20.02.2018 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Beobachtung und Kontrolle ultraschneller Prozesse mit Attosekunden-Auflösung
20.02.2018 | Technische Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Kameratechnologie in Fahrzeugen: Bilddaten latenzarm komprimiert

21.02.2018 | Messenachrichten

Mit grüner Chemie gegen Malaria

21.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Periimplantitis: BMBF fördert zahnärztliches Verbund-Projekt mit 1,1 Millionen Euro

21.02.2018 | Förderungen Preise

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics