In der Milchstraße gibt es Beschleuniger, deren Energie die des Large Hadron Colliders in Genf weit übertrifft. Nach den Erkenntnissen eines internationalen Forscherteams um Isabelle Grenier befinden sich diese Mega-Beschleuniger innerhalb gewaltiger Blasen. Diese Gasblasen umgeben Ansammlungen schwerer, kurzlebiger Sterne. In den Superblasen werden Elektronen, Protonen und schwerere Ionen praktisch auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, fanden die Forscher heraus. Damit scheinen solche Superblasen die wichtigste Quelle der kosmischen Strahlung zu sein.
Dass ein ständiger Regen energiereicher Teilchen auf die Erdatmosphäre prasselt, weiß man seit etwa hundert Jahren. Doch die Herkunft der kosmischen Strahlung blieb rätselhaft. Weil die Teilchen geladen sind, können sie von Magnetfeldern abgelenkt werden. Aus ihrem Pfad lässt sich daher nicht schließen, woher sie ursprünglich stammen. Grenier und ihre Kollegen nutzten nun das Gamma-Teleskop Fermi, um den Geisterteilchen indirekt auf die Spur zu kommen. Denn da, wo die Teilchen beschleunigt oder abgebremst werden, entsteht energiereiche Gammastrahlung.
Die Forscher richteten das Weltraumteleskop auf Cygnus X, eine dichte Gaswolke im Sternbild Schwan. Cygnus X beherbergt mehrere Ansammlungen extrem massereicher junger Sterne. Die Zusammensetzung der kosmischen Strahlung deutet darauf hin, dass ein großer Teil der schwereren Teilchen von diesen sogenannten Wolf-Rayet-Sternen erzeugt wird. Die Sterne sind mehr als zehnmal so schwer wie die Sonne und blasen am Ende ihres kurzen Lebens einen großen Teil ihrer Materie ins All. Da meist mehrere Wolf-Rayet-Sterne einen größeren Haufen bilden, verdichtet ihr Teilchenwind die umliegende Gaswolke häufig zu einer riesigen Blase, deren Durchmesser 150 Lichtjahre betragen kann.
Aus der hohen Energie der beobachteten Gammastrahlung in Cygnus X schlossen die Forscher, dass sie von gerade frisch beschleunigter kosmischer Strahlung stammt. Die kosmische Strahlung bildet eine Art Kokon um die jungen, schweren Sterne. Den Beschleuniger konnten die Forscher dennoch nicht eindeutig identifizieren. Der Rest der Supernova γ Cygni, die sich vor 7.000 Jahren ereignete, kommt ihrer Analyse zufolge nur schwerlich in Frage. Womöglich sei die Superblase selbst die Strahlenfabrik.
Isabelle Grenier (Université Paris Diderot, Gif-sur-Yvette, Frankreich), et al.: Science, Bd. 334, S. 1103 wissenschaft.de – Ute Kehse
