Neuer Blickwinkel auf das Universum Bahnbrechende Entdeckung: Schwarzes Loch sendet „Geisterteilchen“ auf die Erde

Von Anna Behrend

Künstlerische Darstellung eines Teilchenstroms, der von einem schwarzen Loch im Zentrum einer Galaxie ausgesandt wird. Bild: ESA/NASA, the AVO project and Paolo PadovaniKünstlerische Darstellung eines Teilchenstroms, der von einem schwarzen Loch im Zentrum einer Galaxie ausgesandt wird. Bild: ESA/NASA, the AVO project and Paolo Padovani

Hamburg. Ständig prasseln kosmische Teilchen auf die Erde. Einige von ihnen könnten nun einen neuen Blick ins All ermöglichen.

Die ersten Astronomen blickten noch mit bloßem Auge in den Himmel und sahen das Licht der Sterne, das Millionen Jahre zur Erde gereist war. Heute ist es längst nicht mehr nur das sichtbare Licht, das den Forschern Aufschluss über unser Universum gibt: Astrophysiker empfangen mit ihren Instrumenten auch Licht, das für das menschliche Auge nicht sichtbar ist – etwa Röntgen-, Radio- oder Infrarotstrahlung. Aber auch andere Botschafter aus dem All verraten den Wissenschaftlern etwas über den Aufbau des Kosmos. Dazu zählen zum Beispiel Gravitationswellen, deren Entdeckung 2017 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet wurde. Oder aber bestimmte kosmische Teilchen – Neutrinos genannt. 

Ein außergewöhnliches Signal aus dem All

Diese Neutrinos spielen die Hauptrolle in einer bahnbrechenden Entdeckung, die eine internationale Gruppe Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science veröffentlicht hat. Am 22. September 2017 empfingen Forscher das Signal eines außergewöhnlich energiereichen Neutrinos aus dem Weltraum.


Solche Teilchen treffen nur selten auf die Erde und so war es bislang nicht gelungen, ihren Herkunftsort im All zu finden. Hinzu kommt, dass es sehr empfindliche Messinstrumente braucht, um Neutrinos überhaupt aufzuspüren. Da sie keine Ladung und kaum Masse besitzen, wechselwirken sie kaum mit anderen Teilchen und rauschen im Wesentlichen unbemerkt durch alles hindurch – etwa durch die Atmosphäre, die Erde und uns Menschen. Sie haben daher auch den Spitznamen „Geisterteilchen“.

Riesiges Messinstrument im Antarktis-Eis

Doch seit 2006 gibt es ein sehr besonderes Teleskop, das diese besonderen Teilchen aufspüren kann: Das IceCube-Neutrino-Teleskop besteht aus 5.160 im Antarktis-Eis versenkten Sensoren, die das schwache ultraviolette Lichte erkennen, das Neutrinos bei ihrem Weg durchs Eis erzeugen. Das Experiment im Eis ist rund einen Kubikkilometer groß und reicht bis zu 1.450 Meter in die Tiefe.

Künstlerische Darstellung des IceCube-Experiments in der Antarktis. Bild: IceCube/NSF

An diesem besonderen Ort wurde also am 22. September 2017 das kosmische Teilchen registriert und ein Alarm benachrichtige die beteiligten Forscher. Nur Sekunden nach dem Ereignis suchten sie daraufhin mit verschiedenen Weltraumteleskopen die Region am Sternenhimmel ab, aus der das Teilchen ungefähr gekommen sein musste.

Von einem schwarzen Loch Richtung Erde gespuckt

Das Ergebnis: Mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit stammte das Teilchen aus einem Himmelsobjekt mit dem eingängigen Namen TXS 0506+056. Dabei handelt es sich um einen so genannten Blazar, also ein Strom von Teilchen, der von einem schwarzen Loch in Richtung Erde gespuckt wird.

Astrophysiker sprechen davon, dass mit dieser Entdeckung "das Zeitalter der Multi-Messenger-Astronomie" begonnen habe. Denn künftig lässt sich der Weltraum eben nicht nur mit Hilfe elektromagnetischer Wellen, Gravitationswellen oder anderer kosmischer Teilchen erforschen, sondern auch mit Hilfe der Signale von hochenergetischen Neutrinos. Für die Wissenschaftler eröffnet dies eine ganz neue Perspektive auf das Universum.

Mehr zum Thema:

  • Das Deutsche Elektronen-Synchrotron (DESY), das ebenfalls am IceCube-Experiment beteiligt ist, zeigt in einer virtuellen Reise, wie das Teilchen von Blazar TXS 0506+056 zur Erde gereist ist.