Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie die Sonne aus Wasserstoff Helium und Energie machen kann. Welche davon tatsächlich stattfinden wissen wir erst, seit wir in den 1960er Jahren die ersten Neutrinos von der Sonne detektieren und untersuchen konnten.
Die zweite spektakuläre Neutrinobeobachtung fand 1987 statt. Am 23. Februar 1987 tauchte plötzlich ein neuer Stern am Himmel auf. Er befand sich in unserer Nachbargalaxie, der großen Magellanschen Wolke. Dort musste ein alter, großer Stern sein Leben beendet haben und es gab eine riesige Supernova-Explosion. AN sich ist eine Supernova nichts besonders. Sowas passiert dauernd im Universum und man hat auch schon viele beobachtet. Aber noch nie hatte die moderne Astronmie die Gelegenheit, eine zu beobachten, die so nahe war wie die von 1987. Es war also ein großes Ereignis. Noch interessanter aber war: zwei bis drei Stunden VOR der Beobachtung der Supernova hatten drei Neutrinodetektoren tief unter der Erde einen Anstieg der Neutrinodetektionen gemeldet.
Auch bei einer Supernova-Explosion werden viele Neutrinos erzeugt. Und so wie in der Sonne sind auch hier die Neutrinos wieder schneller als die Strahlung, die andauernd von Materieteilchen abgelenkt wird und daher einen Umweg nimmt, bevor sie das Innere des sterbenden Sterns und die ihn umgebenden Gaswolken verlassen kann. Die Neutrinos, die bei der Supernova erzeugt wurden waren also schon auf der Erde angekommen, als das Licht der Explosion noch unterwegs war.
1987 war im Prinzip der Beginn der ersten echten Neutrinoastronomie. Wir haben Neutrinos registriert, die von einem fernen Himmelskörper stammen und daraus viel darüber gelernt, was dort vor sich geht. Da Neutrinos eben nicht von normaler Materie aufgehalten werden, bieten sie einen einmaligen Blick in das Innere von Sternen und Galaxien. Aus der Beobachtung der Neutrinos lernen wir, welche Kernreaktionen im Inneren anderer Sterne stattfinden oder was zum Beispiel genau in den Zentren aktiver Galaxien (der Quasare aus Folge 52 der Sternengeschichten) passiert. Zumindest könnten wir es lernen, wenn die DInger nicht so enorm schwer nachzuweisen wären!
Wir bauen einen Astronomie-Eiswürfel! Bohrarbeiten zu IceCube in der Antarktis (Bild: Amble, CC-BY-SA 3.0)
Aber unsere Detektoren werden immer besser. Seit 2010 befindet sich eines der größten Neutrinoobservatorien in der Antarktis. Wissenschaftler haben dort einen Eiswürfel mit einer Kantenlänge von einem Kilometer eineinhalb Kilometer tief unter der Oberfläche mit mehr als 5000 Sensoren ausgestattet. Wenn Neutrinos auf das Eis treffen, kann Cherenkovstrahlung entstehen die von den Sensoren durch das klare Eiss beobachtet wird. Die Anlange hat schon einige Neutrinos detektiert und funktioniert, so wie sie soll. Unter den bisher nachgewiesen Teilchen sind nicht nur welche von der Sonne, sondern auch Neutrinos, die von außerhalb des Sonnensystems stammen. Einige von ihnen haben so hohe Energien, dass sie nur bei enorm energiereichen Prozessen erzeugt worden sein konnten, die zum Beispiel in der Umgebung der supermassereichen schwarzen Löcher in den Zentren ferner Galaxien stattfinden.
Die Neutrinoastronomie hat noch einen weiten Weg vor sich. Aber sie ist heute schon Realität. Es mag zwar auf den ersten Blick wenig mit Astronomie zu tun haben, wenn Forscher Lichtblitze in einem unterirdischen Eiswürfel in der Antarktis betrachten. Aber es IST Astronomie – eine völlig neue Art der Astronomie mit der wir aber auch völlig neue Dinge über das Universum lernen können.
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