Forscher entdecken riesige Mengen Gammastrahlung im Sonnenlicht

Obwohl die Sonne schon sehr lange im Fokus der Forschung steht, birgt sie doch noch so manche Überraschung. So fanden Forscher jetzt heraus, dass unser Stern sehr viel mehr Gamma-Strahlung ins Sonnensystem schießt, als bisher angenommen wurde.

So viel Energie

Seit 2015 hat ein Forschungs-Team mit dem High-Altitude Water Cherenkov Observatory (HAWC) die hochenergetische kosmische Strahlung untersucht. "Nachdem wir uns die Daten von sechs Jahren angesehen hatten, tauchte dieser Überschuss an Gammastrahlen auf", so der Forscher Mehr Un Nisa von der Michigan State University. "Als wir das zum ersten Mal sahen, dachten wir: 'Das haben wir definitiv verbockt. Die Sonne kann bei diesen Energien nicht so hell sein.'"

In den 1990er-Jahren sagten Physiker voraus, dass die Sonne Gammastrahlen erzeugen könnte, wenn hochenergetische kosmische Strahlung auf Protonen in der Sonne prallt. Auf der Grundlage dessen, was über kosmische Strahlung und die Sonne bekannt war, gingen die Forscher jedoch auch davon aus, dass diese Gammastrahlen nur selten die Erde erreichen würden, da sie kaum mit der nötigen Stärke von unserem Stern abgestrahlt werden. Messen konnte man die Strahlung damals aber noch nicht.


Da Gammastrahlung aus dem Weltraum nicht durch die gesamte Atmosphäre bis zur Erdoberfläche gelangt, schickte man einen Detektor ins All: 2011 startete das Fermi Gamma-ray Space Telescope der NASA. Dieses konnte bereits nachweisen, dass die Gammastrahlung der Sonne sehr viel stärker ist als angenommen. Die Leistungsfähigkeit des Detektors war allerdings begrenzt und die Messungen des Fermi-Teleskops für die Gammastrahlung der Sonne erreichten ihr Maximum bei 200 Milliarden Elektronenvolt.

Spuren im Wasser

Daher wandten sich die NASA-Forscher an die Kollegen, die am neuen HAWC arbeiteten. Dabei handelt es sich um ein Observatorium, das zwischen zwei Vulkangipfeln in Mexiko in fast 4000 Metern Höhe installiert ist. Dort ist die Atmosphäre dünn genug, um noch einen nennenswerten Anteil an Strahlung aus dem Weltraum durchzulassen. Gemessen werden die Einschläge hier in einem Netzwerk aus 300 Tanks, in denen 200 Tonnen Wassermoleküle darauf warten, mit Teilchen aus dem All zu kollidieren und diese so sichtbar zu machen.

Die Gammastrahlen, die Nisa und ihre Kollegen beobachteten, kamen auf etwa eine Billion Elektronenvolt (1 Tera-Elektronenvolt, abgekürzt 1 TeV). Nicht nur dieses Energieniveau war überraschend, sondern auch die Tatsache, dass sie so viel davon sahen. "Die Sonne ist überraschender, als wir dachten", so Nisa. "Wir dachten, wir hätten diesen Stern durchschaut, aber das ist nicht der Fall."


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