Solche Messungen sind die Aufgabe des Telescope Array Projekts, bei dem sich Japan, USA, Russland, Südkorea und Belgien zusammengetan und in der Wüste von Utah diverse Messinstrumente aufgestellt haben. Der Vorläufer des Telescope Arrays hat dort 1991 auch das Teilchen mit der bisher höchsten gemessenen Energie beobachtet: 300 Trillionen Elektronenvolt. Zwischen 2008 und 2013 hat man den Himmel kontinuierlich vermessen und die Ergebnisse wurden nun publiziert (“Indications of Intermediate-Scale Anisotropy of Cosmic Rays with Energy Greater Than 57 EeV in the Northern Sky Measured with the Surface Detector of the Telescope Array Experiment”). Man hat sich auf die Teilchen konzentriert, deren Energie größer als 57 Trillionen Elektronenvolt ist. Diesen großen Wert hat man gewählt, um sicherzustellen, dass die Flugbahn der Teilchen nicht durch kosmische Magnetfelder verzerrt wird, was um so wahrscheinlicher ist, je geringer ihre Energie ist. In den 5 Jahren wurden insgesamt 72 Teilchen mit solch hohen Energien registriert und eigentlich hatte man erwartet, dass sie gleichmäßig aus allen Richtungen zur Erde kommen. Das war aber nicht der Fall: 19 von ihnen kamen aus einer Region im Sternbild “Großer Bär” (dort wo sich auch der “Große Wagen” befinden). Das kann natürlich Zufall sein, denn bei so wenig Messungen kann es jede Menge statistische Fluktuationen geben. Die Wissenschaftler haben das nachgerechnet und kommen zu dem Schluss, dass es sich mit einer Wahrscheinlichkeit von 99,986 Prozent nicht um einen Zufall handelt. Das ist überzeugend – aber auch nicht sooo überzeugend, dass man eine Fluktuation komplett ausschließen kann.
Verteilung der gemessenen Energie der kosmischen Teilchen am Himmel – die untere Hälfte ist deswegen dunkel, weil man nur den Nordhimmel vermessen hat (Bild: Telescope Array Project, 2014)
Interessant ist allerdings, dass dieser “Hotspot” in der sogenannten supergalaktischen Ebene liegt. Unsere Galaxie gehört ja mit mehreren anderen Galaxien zu einem großen “Galaxienhaufen” der wiederum mit anderen Galaxienhaufen Teil des Virgo-Superhaufens ist (siehe dazu auch hier). Sonne und Erde befinden sich in den äußeren Bereichen der Milchstraße und wenn wir genau in Richtung der Ebene der Galaxie blicken, dann sehen wir dort jede Menge Sterne und am Himmel das typische helle Band der Milchstraße. Genau so befindet sich unsere Galaxie aber auch am Rande des Virgo-Haufens und der Hotsport ist in etwa dort, wo sich im galaktischen Superhaufen die meisten Galaxien befinden. Die ultrahochenergetische kosmische Strahlung scheint also mit großräumigen Struktur des Universums zu korrespondieren. Das ist jetzt keine Mega-Überraschung, denn aus den Gegenden, in denen sich keine Galaxien befinden, kann auch kaum Strahlung kommen. Aber es ist trotzdem eine interessante Statistik. Und immerhin wissen wir nun, dass die kosmische Strahlung vermutlich doch durch “normale” Prozesse verursacht wird die mit der normalen, sichtbaren Materie zu tun haben, also Sternen und Galaxien und dabei keine bisher unbekannte, exotische Physik beteiligt ist.
Die Geschichte endet so, wie viele Geschichten in der Wissenschaft endet: Es braucht mehr Daten! Man muss noch mehr ultrahochenergetische Teilchen vermessen, bessere Statistiken erstellen und größere und genauere Detektoren bauen. Und dann wird man irgendwann auch das Rätsel der kosmischen Strahlung lösen!
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