Kosmische Strahlung

Jetzt findet man eine Korrelation der Protonen mit einer Supernova

Wobei man ja nicht wirklich Protonen diesem speziellen Supernova-Überrest zugeordnet hat, sondern lediglich festgestellt hat, dass es theoretisch vom Energiebudget her möglich wäre, dass eine große Zahl von Protonen auf knapp c beschleunigt wurde.

Aber das hast du wahrscheinlich gemeint.

Klar ist jedenfalls, dass die Teilchen der kosmischen Strahlung irgendwoher kommen müssen und vor allem beschleunigt werden müssen. Da Supernovae mögliche Kandidaten sind, wäre es aus wissenschaftlicher Sicht sicher nicht schlecht, wenn doch mal bald eine SN in unserer Nähe stattfindet, um zu gucken wieviele schnelle Protonen aus dieser Richtung kommen. 

Hallo Timo,

du hattest doch geschrieben:

konnten empirische Hinweise gefunden werden, die bestätigen, dass die hochenergetischen Protonen, welche einen wesentlichen Bestandteil der kosmischen Strahlung ausmachen, durch Supernova-Ereignisse auf ihre hohe Geschwindigkeit  beschleunigt werden.

Das habe ich so verstanden, dass man es nachgewiesen hat, sogar empirisch beobachtet, und nicht durch "irgendwelche" Simulationen. Jetzt nutzt du das Wort "theoretisch" und sprichst nur vom Energiebudget.
Wo kommen wir dann nun zusammen?

Hallo Daniel,

mit "empirischen Hinweisen" wollte ich nur sagen, dass man empirisch Daten gewonnen hat, die darauf hindeuten, dass bestimmte Supernovae in der Lage wären, Partikel im geforderten Maße zu beschleunigen. Man hat nicht live beobachtet, wie das geschieht. Man hat eben nur einen Hinweis darauf erhalten, dass das so geschehen könnte.  

Gruß,
Timo

Eigentlich ist ja klar, dass du das so meintest, wenn man einen Moment länger darüber nachdenkt. Aber die "Gewichte" der beiden Formulierungen sind für mich schon unterschiedlich und hinterlassen (bei mir) dann auch eine sehr unterschiedliche Wirkung beim "mal so drüber lesen".

Just zu diesem Thema gibt es auch einen aktuellen Artikel in Spektrum der Wissenschaft. Wenn man sich das durchliest, merkt man aber schon, dass das Astronomie um 3 Ecken ist:

• Geladene hochenergetische Teilchen der kosmischen Strahlung werden auf ihrem Weg durch Magnetfelder abgelenkt. Sie verlieren damit jegliche Richtungsinformationen über ihren Entstehungsort.
• Stattdessen beobachtet man Gammaquanten, welche in durch die selben Prozesse/Quellen ausgesandt werden (sollen?), die die Partikel beschleunigen. Diese Quanten erreichen uns relativ ungestört.
• Hochenergetische Gammaquanten sind sehr selten. Die "kleinen" Gammateleskope im Orbit reichen für ausreichende Beobachtungen nicht aus. Deswegen nutzt man großflächige und verschaltetete Teleskope auf der Erde.
• Die Gammaquanten kommen aber nicht zur Oberfläche durch. Stattdessen erzeugen sie eine Lawine aus Sekundärpartikeln, die aber aber nicht ungestört bis hier unten durchkommen. Die schnellen Partikel dieser Lawine senden aber Tscherenkov-Strahlung in der Atmosphäre aus ... und die sehen wir dann hier unten.

Ist die Ursachen-Wirkungskette wirklich so klar ... so eindeutig? Bei so vielen Kopplungsstufen zwischen wirklicher Beobachtung und deduzierter Ursache/Quelle wäre ich vorsichtig (ist aber nur ein Bauchgefühl).


Der Rest des Artikels beschäftigt sich mit den entsprechenden Teleskopen HESS I, HESS II, MAGIC I, MAGIC II und das geplante CTA, welche auf Las Palmas und in Namibia stehen oder entstehen. Diese dienen der Gammastrahlenastronomie ... durch erdgebundene Beobachtung des Tscherenkov-Lichts.

Geladene hochenergetische Teilchen der kosmischen Strahlung werden auf ihrem Weg durch Magnetfelder abgelenkt. Sie verlieren damit jegliche Richtungsinformationen über ihren Entstehungsort.

Hallo Daniel,

bei sehr nahen Quellen, würde das galaktische Magnetfeld die Teilchen aber nicht so stark ablenken, als dass eine Richtungsbestimmung unmöglich werden würde.

Ein weiterer Grund für Anisotropie der kosmischen Strahlung könnte der Compton-Getting-Effekt sein, was aber wohl noch nicht bestätigt werden konnte. Laut diesem Modell müssten aus der Flugrichtung des Sonnensystems etwas mehr hochenergetische Partikel eintreffen. Die rechte Häufungsregion (in Antwort 16) zeigt allerdings genau das Gegenteil, sie korrelliert ziemlich gut mit der Region des Heliotails. Kann es hier einen Zusammenhang geben?

Die von dir genannten Gamma-Observatorien sind als Ergänzung zu den Observatorien zu sehen, die tatsächlich die Teilchen der kosmischen Strahlung messen, wenn diese auf die Erdatmosphäre treffen und ebenfalls einen Luftschauer verursachen. So z.B. das Pierre-Auger-Observatorium, oder KASCADE-Grande in Karlsruhe. Im Jahr 2007 hat man z.B. mit dem Pierre-Auger eine Häufung hochenergetischer Protonen festgestellt, die mit den Positionen einiger "nahegelegener" AGNs korrellierten. Dabei hätten wir es dann allerdings mit extragalaktischen Teilchen zu tun (welche noch höhere Energien haben können, als diejenigen galaktischen Ursprungs, >10¹⁸)

Ab 10¹⁴ eV können die Partikel nicht mehr direkt, sondern nur noch an Hand von Luftschauern gemessen werden.

Wir sollten also differenzieren zwischen galaktischer kosmischer Strahlung, extragalaktischer kosmischer Strahlung und kosmischer Gammastrahlung.

Am Wochenende wurde bei Quarks & Co noch eine weitere kuriose aber plausible/wahrscheinliche Auswirkung von kosmischer Strahlung auf der Erde erwähnt: Blitze/Gewitter.

Nach allen Messungen der letzten Dekaden reicht das durch Ladungstrennung in Gewitterwolken erzeugte E-Feld nicht aus, um eine (Funken-)Entladung zu erzeugen, v.a. bei den riesigen Wegstrecke zwischen den Ladungsregionen. Heute geht man davon aus, dass kosmische Strahlung in der Stratosphäre eine Lawine von ionisierenden Sekundärteilchen erzeugt, welche dann in der Troposphäre eine ionisierte Spur ziehen. Dadurch wird die Luft lokal "leitfähiger" und es kann zur Entladung kommen. Außerdem senden Blitze auch Röntgenstrahlung aus, was auf extrem beschleunigte Elektronen in den Wolken/Blitzen hindeutet.

Wer hätte gedacht, dass ein so alltägliches Phänomen evtl. einen Teil seiner Ursache in kosmischen Strahlungsquellen hat ... ich finde das faszinierend.

Die kosmische Strahlung hat ein Allzeithoch erreicht. Noch wie war sie so stark. Das hat auch mit geringen Aktivität der Sonne zu tun, die ein Tief verzeichnet. Also bei einem bemannten Mars-Flug sollten man wirklich eine gute Abschirmung mitnehmen...

Mehr dazu hier

Auch SPON hat einen Bericht dazu.

Mich erstaunt jedoch, dass die Strahlung aus dem fernen Weltall schlimmer sein soll, als die Strahlung, die von der nahen Sonne ausgeht.

Hat man nicht gerade bei den Apollo Flügen darauf geachtet, dass sie bei möglichst geringer Sonnenaktivität stattfinden, damit die Stahlenbelastung der Astronauten nicht zu hoch wird?

Da die Sonnenaktivität normalerweise einen 11- Jahresrythmus aufweist, konnte man bei Apollo sicherlich nicht darauf achten. Höchsten wenn man eine Prozuberanz beobachtet, aber dann wär es auch schon zu spät bei einer Marsreise da noch was zu ändern...

Die Apollo Missionen fanden zu einer Zeit des Sonnenfleckenmaximums statt. Also zu einem denkbar ungünstigen Termin. Aber um die Russen schlagen zu können, hat man weitergemacht.
Die Sonne wurde wärend der gesamten Füge genau beobachtet, ob eventuelle Ausbrüche frühzeitig zu erkennen, und die Astronauten warnen zu können. In dem Fall hätten die ihre Kapsel so gedreht, daß das SM zwischen CM und Sonne gewesen wäre, und damit eine gewisse Abschirmung erreicht. Wärend der Mondaufenthalte, wären die Ausflüge auf dem Mond sofort abgebrochen worden, und man hätte sich ins LM zurückgezogen.

Hallo
Ich habe nur mal ne Frage um zu verstehen woher die Teilchen kommen.

Kommen die geladenen Teilchen (Elektronen u. Protonen) eher aus Richtung galaktischem Zentrum oder aus entgegengesetzter Richtung?
Kommen die Häufungen von Elektronen und Protonen etwa aus der gleichen Richtung oder eher aus entgegengsetzter?

Gruß René

Hallo, wenn ich Deinen Beitrag lese, dann bekomme ich wieder ein Grummel in der Magengegend. Ich habe den Eindruck, als würdest Du wieder an einer neuen Theorie basteln und uns diese dann bald präsentieren. Bitte nicht!!!
Hier mal für Dich eine kleine Aufklärung: kosmische Strahlung sind geladene Teilchen die die Erde aus dem Weltall treffen. Die kosmische Strahlung besteht zu etwa 98% aus Atomkernen und zu 2% aus Elektronen. Die Kerne teilen sich auf in 87% Wasserstoffkerne, d.h. Protonen, 12% Heliumkerne, und etwa 1% schwere Kerne. Die in der kosmischen Strahlung vorkommenden Energien liegen in einem Bereich von einigen 1.000 eV bis zu über 10^20 eV. Die größte Menge der Teilchen der kosmischen Strahlung stammt von SN´s. In diesen SN´s breiten sich große Mengen Materials in einer Art Stoßwelle aus. Die sich ausbreitende Materie führt Magnetfelder mit, in denen die Teilchen beschleunigt werden. Nach dieser Beschleunigung breiten sich die Teilchen der kosmischen Strahlung in unserer Galaxis aus bis einige davon die Erde erreichen. Da sich die Teilchen mit annähernd Lichtgeschwindigkeit bewegen legen sie dabei gewaltige Wegstrecken zurück. Diese sind viel größer als der Durchmesser der Galaxis und man geht deshalb davon aus, daß sie sich in ungeordneten Bahnen vielfach durch Magnetfelder abgelenkt bewegen und dabei die gesamte Galaxis erfüllen.
Somit hat sich Deine Frage=

Kommen die geladenen Teilchen (Elektronen u. Protonen) eher aus Richtung galaktischem Zentrum oder aus entgegengesetzter Richtung?

doch erledigt, oder?

Noch was: eher aus Richtung galaktischem Zentrum das würde ich noch verstehen, aber aus entgegengesetzter Richtung  Was meinst Du damit? Wo oder was soll das sein? A.D.

Ich habe hier mal noch einen Artikel.

Da wird geschrieben, dass auch Antiprotonen in der kosmischen Höhenstrahlung gefunden werden.
http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=11494

Aus einem Beitrag weiter vorn habe ich ,dass Protonen gehäuft aus Richtung Orion kommen.
Ist das eher aus Richtung der Milchstraße oder eher von Außerhalb?

Gruß René

Es kommt auf jeden Fall nicht aus dem galaktischen Zentrum, sonst wäre die Quelle ja im Schützen. Ich würde sagen, dass die Quelle außerhalb der Milchstraße oder in einem äußeren Bereich dieser ist.

Aus einem Beitrag weiter vorn habe ich ,dass Protonen gehäuft aus Richtung Orion kommen.

Wenn du dich hierauf beziehst, möchte ich zur Verdeutlichung betonen, dass die Häufung lediglich im Promillebereich auftrat. Das Energieniveau der gemessenen Protonen lag im Bereich von 10¹³ eV, also relativ niedrig, wenn ich mich richtig erinnere.

Ich habe gerade einen weiteren Artikel gefunden.
diesmal hat man in der kosmischen Strahlung auch Positronen gefunden.
http://www.pro-physik.de/Phy/leadArticle.do?laid=11668

In der kosmischen Höhenstrahlung findet man nun also Elektronen, Protonen, Positronen und Antiprotonen aber es wird trotzdem abgestritten, dass es große Mengen an Antimaterie im Universum gibt.

LG

Wo ist da der Widerspruch? Die Antielementarteilchen entstehen vor allem durch hochenergetische Kollisionen von Teilchen aus normaler Materie. Wenn man dagegen ein Antiheliumkern finden würde, wäre das ein Hinweis auf die Existenz von Antimaterie. Das nächste große Experiment in dieser Richtung ist der AMS02 auf der ISS in ein paar Jahren.

Dass Antiteilchen in der kosmischen Strahlung vorhanden sind, gibt also keinen Hinweis auf die Anwesenheit von Antimaterie im Weltraum.

Hallo
Hier mal ein Link zum AMS02 Experiment
http://www.dlr.de/rd/desktopdefault.aspx/tabid-2448/3635_read-5500/
Demnach soll es schon 2010 los gehen.
Bin echt gespannt.

Gruß

Hallo Kreuzberga

Die Antielementarteilchen entstehen vor allem durch hochenergetische Kollisionen von Teilchen aus normaler Materie

Bei welcher Reaktion entstehen dabei Antiprotonen?

LG René

Moin,

Ich habe gerade einen weiteren Artikel gefunden.
diesmal hat man in der kosmischen Strahlung auch Positronen gefunden.

Das betrifft das *PAMELA-Experiment*.

Wir hatten bereits im Juni 2006 darüber geschrieben >>>

Mehr Informationen gibt es auf der aktuellen Website von *PAMELA - Payload for Antimatter Matter Exploration and Light-Nuclei Astrophysics* >>>

Jerry

NS: Oh, 7.777

Neue Beobachtungen mit dem VERITAS-Teleskop haben zum ersten Mal die indirekte Beobachtung kosmischer Strahlung in einer anderen Galaxie ermöglicht. Aufgefangen wurde zusammen mit dem Fermi-Weltraumteleskop Gammastrahlung aus der Galaxie M82. Diese Gammastrahlung wird emittiert, wenn Teilchen der kosmischen Strahlung mit anderen Teilchen (Gas, Photonen) kollidieren.

Auf diese Weise konnte festgestellt werden, dass die Dichte der Kosmischen Strahlung in M82 ca. 500 mal höher als in unserer Milchstrasse ist. Die Beobachtungen bestätigen damit, dass die Teilchen der Kosmischen Strahlung vor allem durch Supernovae und starke Sternenwinde beschleunigt werden. Starbust-Galaxien wie M82 weisen überdurchschnittlich viele massive Sterne mit starken Sternwinden und ebenso viele Supernovaereignisse auf.

http://www.sciencedaily.com/releases/2009/11/091102171716.htm
http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/news/star_factories.html

edit: Jerry hatte hier schon was zu M82 geschrieben: https://forum.raumfahrer.net/index.php?topic=451.msg123548#msg123548 Mit Bild! 

kann mir  jemand sagen welche Teilchen alle zu der kosmischen Strahlung gehören ?


mfg Fornax

Hallo Fornax, in diesem Thread dürftest du einige Hinweise bekommen. Schau dir besonders Beitrag #37 an.

Können alle Atomkerne zu kosmischer Strahlung werden ?


@rene.eichler2
Positronen können entstehen  :

- wenn positive Myonen zerfallen
-  beim zusammentreffen (also extremen Stößen)dann gibt es eine paarbildung durch die aus einem Photon ein Elektron-Positronpaar ausgeht. Das Photon muss aber die Energie beider Ruhrenergien der entstehenden teilchen haben.
- durch ß zerfall (sehr selten)