Manche Teilchen sind seltsam. Das Amaterasu-Teilchen trifft 2021 in Utah auf der Erde und hat so viel Saft, dass es mit einem mit professioneller Geschwindigkeit geworfenen Baseball mithalten kann. Es kommt aus dem Nichts.
Also. Nicht genau nirgendwo. Eine riesige kosmische Leere. Ein leerer Fleck am Himmel, an dem nichts Interessantes passieren sollte. Doch hier kommt dieses Monster. Benannt nach einer Sonnengöttin. Denn warum nicht?
Wir jagen diese Geister seit sechs Jahrzehnten.
Eisen reicht nicht aus
Die Standardtheorie besagt, dass ultrahochenergetische kosmische Strahlung von Protonen oder leichten Stoffen stammt. Protonen sind zäh, aber sie verbrauchen schnell Energie. Über die riesigen Distanzen des intergalaktischen Raums werden sie langsamer wie ein Sprinter, der gegen den Wind rennt. Wenn Sie einen auf der Erde sehen, kommt er wahrscheinlich nicht von weit her. Oder es begann viel, viel schneller, als wir es für möglich halten.
Das Amaterasu-Event sprengt neue Maßstäbe. Seine Energie konkurriert mit dem berühmten Oh-My-God-Teilchen aus dem Jahr 1991. Zweihundertvierzig Exa-Elektronenvolt. Das ist keine Zahl, mit der Ihr Gehirn leicht umgehen kann. Es ist etwa zehn Millionen Mal stärker als der Large Hadron Collider.
Was ist es also?
Forscher der Penn State glauben, dass es sich möglicherweise überhaupt nicht um ein Proton handelt. Vielleicht ist es schwer. Viel schwerer als Eisen.
„Ultrahochenergetische kosmische Strahlung verliert langsamer Energie, wenn es sich um ultraschwere Kerne handelt“, sagt Kohta Murase, Leiterin des Teams.
Das klingt kontraintuitiv. Schwere Dinge sollten schwerer zu beschleunigen sein. Aber sie reiten auch anders durch die kosmischen Leeren. Sie behalten ihre Energie länger. Sie können die Reise überleben. Eine schwere Kugel behält ihre Geschwindigkeit besser als eine Feder.
Die Simulationslücke
Um dies zu überprüfen, führten sie Simulationen durch. Computer mühen sich durch intergalaktische Reisezeiten und Energieverfall. Die Mathematik deutet auf Kerne mit Massen weit oben im Periodensystem hin. Dinge, die wir selten herumfliegen sehen.
Wenn dies zutrifft, ändert sich die Suche nach Ursprüngen völlig. Wir suchen nach Orten, die schwere Materie schleudern können, nicht nur leichte Ionen.
Woher bekommst du das?
Neutronensternverschmelzungen. Doppelsterne sterben blitzschnell zusammen. Oder massereiche Sterne, die mit extremem Magnetismus zu Schwarzen Löchern kollabieren. Diese sind gewalttätig. Explosiv. Perfekte Beschleuniger.
Aber warte. Die Amaterasu-Richtung weist eine Lücke auf. Kein Stern. Keine Fusion. Nur… dunkler Raum.
Das ist der Clou. Entweder ist die Quelle hinter etwas anderem verborgen. Oder die Magnetfelder im Weltraum haben die Bahn des Teilchens so stark gebogen, dass die Nadel in der Karte völlig an die falsche Stelle zeigt.
Blick in die Zukunft
Das löst nicht alles. Es ist keine hübsche Schachtel mit einer Schleife. Es heißt nur: Überprüfen Sie die schweren Sachen. Zukünftige Teleskope wie AugerPrime in Argentinien werden nach dieser Zusammensetzung suchen. Sie werden nach Unterschieden in den nördlichen und südlichen Himmelsspektren suchen.
Wenn der Himmel voller schwerer Kerne ist, wird unser Verständnis der Hochenergiephysik neu definiert. Wir dachten, wir wüssten die Grenzen künstlicher Beschleuniger. Die Natur lacht. Es packt die kinetische Energie eines Tennisballs in einen Punkt, der kleiner als Ihre Wimper ist, und feuert ihn aus einer Entfernung von Milliarden Lichtjahren auf uns.
Wer hätte gedacht, dass Leere so laut sein kann?
Die Partikel kommen immer weiter. Die Detektoren warten. Wir raten weiter.
