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Autor Thema: Kosmische Strahlung  (Gelesen 16796 mal)

Offline Schillrich

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Kosmische Strahlung
« am: 21. November 2008, 10:43:49 »
Ich habe einen dezidierten Thread zur (hochenergetischen) kosmischen Strahlung gesucht und nicht gefunden. Deshalb dieser neue Thread zum Thema.
\\   //    Grüße
 \\ ///    Daniel

"Failures are ammo in your arsenal, not baggage that weighs you down." (JPL)

Offline Schillrich

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #1 am: 21. November 2008, 10:54:32 »
Die NASA hat "mysteriöse" hochenergetische Elektronen im All entdeckt.

Quelle: http://solarsystem.nasa.gov/news/display.cfm?News_ID=30355

Eine Ballonmission über der Antarktis hat entsprechende Instrumente auf über 37km Höhe getragen. Dabei hat man ein unerwartetes Mehr an hochenergetischen Elektronen im Bereich 300-800 Milliarden eV entdeckt.
Für den Ursprung dieses Elektronen gibt es zwei Theorien:
  • Innerhalb von 3000 Lichtjahren muss es eine Quelle geben, evtl. ein Pulsar, Überreste einer Super Nova, Miniquasar oder ein mittelschweres schwarzes Loch.
  • Die Vernichtung exotischer Teilchen, welche Teil der dunklen Materie sein könnten, könnte ebenfalls solche Elektronen produzieren.
Die Eingrenzung auf einen Umkreis von 3000 Lichtjahren ergibt sich aus dem Dämpfungsverhalten hochenergetischer Elektronen bei ihrer Reise durchs All. Je höher die Energie, desto stärker auch die Dämpfung. Elektronen hoher Energie von fernen Quellen erreichen uns praktisch nicht.
Diese Ergebnisse könnten darauf hindeuten, dass ein sehr interessantes und seltenes Objekt in unserer Nachbarschaft sein könnte.
« Letzte Änderung: 21. November 2008, 10:56:07 von Schillrich »
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Hofi

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #2 am: 21. November 2008, 10:58:43 »
Hi!

Vor kurzem hat es da einen guten artikel auf Science@NASA gegeben:
http://science.nasa.gov/headlines/y2008/19nov_cosmicrays.htm

Es gibt Vermutungen, dass bei Mars-Missionen die Kosmische Strahlung das Krebsrisiko trastisch erhöhen würde. Auf 3sat wurde eine Sendung ausgestrahlt, in der allerdings von Wissenschaftlern behauptet wurde, dass das Krebsrisiko bei Nichtrauchern um etwa 2-5% steigen würde und bei Rauchern das Risiko sogar sinken würde. (Wahrscheinlich weil sie 970Tage lang nicht rauchen dürfen....)

Auch bei den Apollo-Missionen haben die Astronauten berichtet, dass sie weiße Blitze auf der Netzhaut gesehen haben. Das könnte auch aus der Kosmischen Strahlung folgen...

Offline Schillrich

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #3 am: 21. November 2008, 11:05:32 »
Hallo,

man muss da trennen zwischen kosmischer Strahlung und dem was die Sonne die ganze Zeit ausspuckt. Aber wer mal zum Mars fliegen möchte, sollte seine Nachwuchsplanung schon abgeschlossen haben ...
\\   //    Grüße
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Offline -eumel-

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #4 am: 22. November 2008, 03:56:53 »
Die Auswirkungen Kosmischer Strahlung ist praktisch überhaupt noch nicht erforscht.
Zur Zeit forscht man ja noch an den Auswirkungen der Schwerelosigkeit.

Dabei ist die Kosmische Strahlung ein viel härterer Brocken, an der sich die Raumfahrt der Zukunft noch die Zähne ausbeißen wird!

Hochenergetische Elektronen düften dabei noch das kleinere Übel sein.
Bereits im Sonnenwind sind Protonenströme und ganze Heliumkerne (Alphastrahlung) enthalten und von außerhalb unseres Sonnensystems dürfen wir noch härtere Sachen erwarten.

Organismen  bekommt diese Strahlung in höheren Dosen keinesfalls.
Aber auch die unbemannte Raumfahrt wird Probleme mit Kosmischer Strahlung bekommen, wenn sie dieser bei ferneren Missionen stärker ausgesetzt wird.

Im Sonnensystem schütz uns unser Stern noch vor den bösen Dingen...! ;)
« Letzte Änderung: 22. November 2008, 04:03:19 von H.J.Kemm »

H.J.Kemm

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #5 am: 22. November 2008, 04:14:04 »
Moin,

Daniel schreibt: Innerhalb von 3.000 Lichtjahren muss es eine Quelle geben, evtl. ein Pulsar, Überreste einer Super Nova, Miniquasar oder ein mittelschweres schwarzes Loch.

wir haben im engeren Kreis vor wenigen Tagen über die Entstehung der Sonne diskutiert; dabei kamen wir auf die Idee, dass sie aus einer SN entstanden sein muss (und noch weitere Sonnen in der Nachbarschaft) und dass da doch noch *Überreste* zu finden sein müssten. Hat das damit etwas zutun?

Jerry
« Letzte Änderung: 22. November 2008, 04:14:37 von H.J.Kemm »

Offline Martin

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #6 am: 22. November 2008, 09:52:11 »
Zitat
Hochenergetische Elektronen düften dabei noch das kleinere Übel sein.
Bereits im Sonnenwind sind Protonenströme und ganze Heliumkerne (Alphastrahlung) enthalten und von außerhalb unseres Sonnensystems dürfen wir noch härtere Sachen erwarten.

Ich denke bei schweren geladenen Teilchen ist das weniger ein Problem. Die Wechselwirken so stark, da sie leicht abzuschirmen sein sollten. Hmm, obwohl sie können natürlich im Material bei den Stößen weitere energiereiche Teilchen erzeugen.

Bei Elektronen oder hochenergetischen Photonen ist das schwieriger mit dem abschirmen. Die 500 bis 800 Mrd eV die Daniel beschrieb sind schon ganz schön heftig, radioaktive Strahlung liegt so im Bereich von 0,5 (Gamma und Beta) bis 5 Millionen eV.

Martin
Dein Posting kommt ohne Sand nicht an sein Ziel. Wir sind überall. Deine Geo- & Montanwissenschaften | www.wir-sind-ueberall.de

GG

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #7 am: 22. November 2008, 10:17:01 »
Ich habe dazu mehrere Anmerkungen.
  • Ich denke, dass die Intensität der kosmischen Strahlung nicht so hoch ist, wie wir hier befürchten. Eine stärkere Hülle könnte durchaus für mehrmonatige Flüge einen gewissen Schutz darstellen.
  • Die hohe Energie der Teilchenstrahlung dürfte auf beliebige Materialien eine "korrodierende" Wirkung haben, d. h. die Materialien bekommen Fehlstellen, die sich zu Mikrorissen weiten. Bei der von mir vermuteten vergleichsweise geringen Intensität der Strahlung sollten normale Materialien dies aber über einen längeren Zeitraum aushalten können.
  • In biologischen Systemen werden ebenfalls Bindungen zerstört. Ein hochenergetisches Teilchen könnte Hunderte Bindungen aufbrechen. Dies könnte starke somatische oder genetische Schäden verursachen.
GG
« Letzte Änderung: 22. November 2008, 10:18:47 von GG »

Offline Schillrich

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #8 am: 22. November 2008, 17:45:03 »
Zitat
  • Ich denke, dass die Intensität der kosmischen Strahlung nicht so hoch ist, wie wir hier befürchten. Eine stärkere Hülle könnte durchaus für mehrmonatige Flüge einen gewissen Schutz darstellen.
Hallo Günther,

eine stärkere Hülle kann schon von außen kommende Partikel aufhalten/abbremsen. Aber dabei entsteht sekundäre Strahlung, welche aus einer Vielzahl von Teilchen bestehen kann. Man sollte bedacht sein nicht den Teufel mit dem Beelzebub auszutreiben. Durch solche Reaktionen kann bei radiologischen Behandlungen tief im Gewebe eine höhere Strahlendosis (der Sekundärstrahlung) entstehen, als man außen (primär) "drauf schießt".
« Letzte Änderung: 22. November 2008, 17:45:52 von Schillrich »
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Offline Schillrich

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #9 am: 23. November 2008, 08:47:33 »
Zitat
wir haben im engeren Kreis vor wenigen Tagen über die Entstehung der Sonne diskutiert; dabei kamen wir auf die Idee, dass sie aus einer SN entstanden sein muss (und noch weitere Sonnen in der Nachbarschaft)

Guten Morgen Jerry,

wie seid ihr zu der Idee gekommen? Falls das hier nicht rein passt, sollten wir diesen Teil der Diskussion woanders weiterführen.
\\   //    Grüße
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H.J.Kemm

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #10 am: 23. November 2008, 09:07:08 »
Moin Daniel,

jau, jetzt wird´s kompliziert.

Was ich damit sagen wollte ist; dass es schon sein könnte, dass sich in dieser angesprochenen Entfernung noch Reste einer SN befinden. Und Materie aus dieser SN sind das Grundmaterial unserer Sonne und noch einiger anderer Sonnen um uns herum. Der Rest könnte also noch vorhanden sein und somit eine Erklärung für:

....ein unerwartetes Mehr an hochenergetischen Elektronen im Bereich 300-800 Milliarden eV entdeckt.
Für den Ursprung dieser Elektronen gibt es zwei Theorien:
    * Innerhalb von 3000 Lichtjahren muss es eine Quelle geben ....Überreste einer Super Nova...


Geht das so?

Jerry

Offline Schillrich

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #11 am: 23. November 2008, 10:57:36 »
Hallo Jerry,

das hatte ich schon verstanden und "eure" Theorie und diese Messergebnisse könnten gut zusammenpassen. Aber warum sollen unsere Sonne und unsere Nachbarn aus einer SN entstanden sein? Ich kenne mich mit Sternentstehung nicht wirklich aus.
\\   //    Grüße
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Offline Kreuzberga

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #12 am: 23. November 2008, 14:21:25 »
Wo unsere Sonne genau entstanden ist und welche Sterne im selben Sternentstehungsgebiet mit unserer Sonne zusammen geboren wurden, ist bis heute nicht bekannt. Die geplanete Gaia-Mission (2011) wird eventuell etwas Licht ins Dunkel bringen. Die Schwestersterne der Sonne können heute recht weit entfernt sein und müssen nicht Sterne in der Nachbarschaft sein. Es geht also darum, zu bestimmen, wo die Sonne und andere Sterne vor ca. 5 Milliarden Jahren waren - keine leichte Aufgabe, schließlich hat sich die ganze Milchstrasse in der Zwischenzeit erheblich verändert.

Sicher ist, dass die Sonne in einer Region entstanden sein muss, in der viel Wasserstoff, aber auch andere Elemente vorhanden gewesen sein müssen. Die schweren Elemente wie Eisen z.B. werden nur in den größten und schwersten der Sterne produziert. Alle Elemente, die noch schwerer als Eisen sind, können nur bei Supernova-Ereignissen oder in speziellen Sternen (AGB-Sterne) entstehen, was aber noch nicht unbedingt heißt, dass unser Sonnensystem in unmittelbarer Nähe einer SN entstanden ist.

Ich halte es für einen ganz schönen long shot, die unbekannte Quelle der energetischen Elektronen mit der Entstehung des Sonnensystems in Verbindung zu bringen. Unmöglich ist's natürlich nicht, aber Dunkle Materie als Quelle anzunehmen, finde ich auch nicht so schlecht.
« Letzte Änderung: 23. November 2008, 14:23:17 von Kreuzberga »

Offline Kreuzberga

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #13 am: 24. November 2008, 13:12:29 »
Zum Thema siehe auch hier den Thread zum neuen Auger-Experiment in Argentinien, das sich der Untersuchung Kosmischer Strahlung widmet: http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=1156.0
« Letzte Änderung: 24. November 2008, 13:13:41 von Kreuzberga »

Offline Kreuzberga

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #14 am: 25. November 2008, 20:10:54 »
Letzte Woche wurden Erkenntnisse über hochenergetische Elektronen als Teil der Kosmischen Strahlung veröffentlicht (s.o.). Das Besondere war, dass die Elektronen bevorzugt aus einer Richtung zu kommen scheinen, was die Existenz einer Quelle in näherer Umgebung nahelegte.

Nun hat ein anderes Astronomenteam Ergebnisse von 8 Jahren Messzeit mit dem Milagro Observatorium in Los Alamos publiziert. Diesmal lag das Interesse bei Protonen als Teil der Kosmischen Strahlung. Ausgewertet wurden 220 Milliarden Kollisionen mit hochenergetischen Protonen. Das Ergebnis: Auch hier zeichnet sich eine Häufung ab! Im Sternbild Orion konnten die Astronomen zwei Zonen ausmachen, aus denen vermehrt Protonen zu kommen scheinen.

Was genau die Protonen erzeugt ist bisher noch unbekannt. Fände man auf diese Frage eine Antwort, wäre es das erste Mal, dass der Kosmischen Strahlung direkt eine Quelle zugeordnet werden kann. Bisher gibt es ja nur verschiedene theoretische Modelle.

Quelle  
pdf

edit: Quellenlink aktualisiert.
« Letzte Änderung: 26. Juni 2009, 15:05:52 von Kreuzberga »

Hansjuergen

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #15 am: 26. November 2008, 22:27:54 »
Und jetzt will ich mal noch mehr Rätselraten auslösen was die kosmische Strahlung betrifft ;)

Neue Rätsel um Teilchen aus dem All
von Rainer Kayser
26. November 2008

Forscher haben jetzt erneut Hinweise auf eine bislang unbekannte Quelle hochenergetischer Teilchen in der Nachbarschaft des Sonnensystems gefunden. An einem Teilchendetektor im US-Bundesstaat New Mexico entdeckten sie Unregelmäßigkeiten in der kosmischen Strahlung, die das bisherige Verständnis der Strahlung infrage stellen. Ähnliche Berichte hatte es bereits in der letzten Woche gegeben.
Weiter darüber geht es hier: http://www.astronews.com/news/artikel/2008/11/0811-033.shtml

Hansjürgen

Offline Kreuzberga

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #16 am: 26. November 2008, 23:07:18 »
Ja, dabei handelt es sich um die erwähnten Protonen, die etwas gehäuft aus Richtung Orion zu kommen scheinen. Es sind zwei Regionen erkennbar, aus deren Richtung etwas mehr Protonen gemessen wurden. "Mehr" ist allerdings sehr relativ zu verstehen, da aus der einen Region gerade einmal 0,06 % hochenergetische Protonen kommen, als aus einem Kontrollraumauschnitt vergleichbarer Größe. Die andere Region sendet ca. 0,04 % mehr Protonen aus.

Diese auf den ersten Blick winzigen Abweichungen sind dennoch bemerkenswert und bedürfen klar einer Erklärung.

Hier sind diese beiden Regionen anschaulich gemacht:

Credit: John Pretz/Los Alamos National Laboratory



Hier der Link zur Seite vom Los Alamos National Laboratory, welches für die Entdeckung verantwortlich ist:
http://www.lanl.gov/news/index.php/fuseaction/home.story/story_id/15130

« Letzte Änderung: 26. November 2008, 23:09:08 von Kreuzberga »

Offline Schillrich

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #17 am: 26. November 2008, 23:10:50 »
Das sind wirklich geringe Unterschiede in den Daten. Aber ich gehe mal davon aus, dass man statistische Signifikanz nachgewiesen hat.
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Offline Kreuzberga

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #18 am: 26. November 2008, 23:31:14 »
Zitat
Das sind wirklich geringe Unterschiede in den Daten. Aber ich gehe mal davon aus, dass man statistische Signifikanz nachgewiesen hat.

Na hoffentlich!  ;)

Und mit 220 Milliarden Messpunkten über einen Zeitraum von mehreren Jahren ist der Datensatz so groß, dass es wahrscheinlich gerechtfertigt ist das Signifikanzniveau sehr niedrig anzusetzen.

Andere Störgroßen, wie das Erdmagnetfeld z.B., welches Protonen durchaus in ihrer Richtung beeinflussen könnte, hat man jedenfalls ausschliessen können.
« Letzte Änderung: 26. November 2008, 23:32:02 von Kreuzberga »

Hansjuergen

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #19 am: 13. Januar 2009, 21:56:06 »
Auf den Spuren der kosmischen Strahlung


Die Forscher vom Erlangen Centre for Astroparticle Physics an der Universität Erlangen-Nürnberg haben Grund zur Freude: Gleich zwei wissenschaftliche Großprojekte, an denen sie maßgeblich beteiligt sind, wurden auf die Roadmap des Europäischen Strategieforums für Forschungsinfrastruktur (ESFRI) aufgenommen und gehören damit nach Ansicht internationaler Experten zu den wichtigsten europäischen Forschungsvorhaben.

Mehr darüber hier: http://www.astronews.com/news/artikel/2009/01/0901-015.shtml

Hansjürgen
« Letzte Änderung: 03. August 2010, 13:12:35 von Kreuzberga »

Hansjuergen

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #20 am: 24. Juni 2009, 08:58:52 »
Wie in einer neuen Studie festgestellt wurde befinden sich viele Eisenpartikel in der kosmischen Strahlung deren Herkunft aber noch Rätsel aufgibt.
Bericht darüber hier: http://www.sciencenews.org/view/generic/id/44922/title/Iron-ic_twist_deepens_cosmic_ray_puzzle


Offline Schillrich

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #21 am: 24. Juni 2009, 09:37:31 »
Interessant,

der Artikel sagt auch schon, dass Beobachtungsdaten aus den USA für die Nordhemisphäre keine Anzeichen für schwere Kerne in der hochenergetischen Strahlung zeigen, sondern nur Protonen. Ebenso soll die Strahlung gleichverteilt sein, während die südlichen neuen Beobachtungen eine Korrelation mit Galaxien mit supermassiven Schwarzen Löchern zeigen.

Die ankommenden Teilchen werden auch nicht direkt gemessen, sondern ihre Energien werden anhand der in der Atmosphäre erzeugten Sekundärteilchen berechnet und die primäre Teilchenart wird aus der Entstehungshöhe der Sekundärteilchen in unserer Atmosphäre bestimmt.

Die Datenlage scheint also noch sehr unsicher zu sein. Die Beobachtungstechnik ist ja nicht gerade "direkt".
\\   //    Grüße
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Offline Kreuzberga

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #22 am: 26. Juni 2009, 14:55:24 »
Ebenso soll die Strahlung gleichverteilt sein, während die südlichen neuen Beobachtungen eine Korrelation mit Galaxien mit supermassiven Schwarzen Löchern zeigen.

Ich frage mich, wie diese Aussage mit den ab hier diskutierten Messungen zusammenpasst: http://www.raumfahrer.net/forum/smf/index.php?topic=638.msg6804#msg6804

Damals wurden doch leichte Häufungen hochenergetischer Protonen aus Richtung Orion festgestellt, also auf der Nordhalbkugel. Allerdings liegt im Orion keine nahgelegene Galaxie mit supermassivem Schwarzen Loch im Zentrum. Seltsam.

Möglichweise handelt es sich auch um unterschiedlich schnelle Teilchen, die in den beiden Experimenten unter die Lupe genommen wurden. Bei den im November veröffentlichten Milagro-Messungen handelte es sich um Teilchen im Bereich von 10 TeV (1013 eV). Beim Überfliegen der neuen Auger-Papers ist eher von dem Bereich um 1 EeV (1018 eV) die Rede. Durch die unterschiedlichen Geschwindigkeiten wirkt das galaktische Magnetfeld natürlich anders auf die geladenen Teilchen.

Hm, und eben dieses Magnetfeld ( ~ 2 Mikrogauss) ist doch eigentlich für die Isotropie der kosmischen Strahlung verantwortlich. Könnte es sich also bei den südlichen Auger-Messungen um energetische Neutronen handeln? - Was widerum nicht mit den Eisenkernen zusammenpasst. Oder sehen wir eher eine intragalaktische Quelle?
« Letzte Änderung: 26. Juni 2009, 15:27:49 von Kreuzberga »

Offline Kreuzberga

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #23 am: 29. Juni 2009, 14:30:58 »
Mit Hilfe des VLT der ESO und des Chandra-Weltraumteleskops der NASA 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. Durch Untersuchungen des Supernova-Überrests RCW 86, der rund 8200 Lichtjahre entfernt ist und dessen Supernova im Jahr 185 v. Chr. beobachtet werden konnte, konnte gezeigt werden, dass das Umliegende Gas deutlich kühler ist, als angenommen. Die fehlende Energie wurde offenbar zur Beschleunigung der Protonen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit verwandt. Bisher war es noch umstritten, ob Supernovae wirklich genug Energie bereitstellen würden, um die hohe Anzahl an hochenergetischen Protonen, die jeden Tag die Erde treffen, erklären zu können.

http://www.eso.org/public/outreach/press-rel/pr-2009/pr-23-09.html

Offline Schillrich

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Re: Kosmische Strahlung
« Antwort #24 am: 29. Juni 2009, 14:42:16 »
Irgendwie sind diese unterschiedlichen Ergebnisse nicht gerade konsistent, oder? Die einen finden gleichverteilte Protonen, die anderen finden mit eine lokale Häufungen von Protonen, wieder andere finden Eisenkerne, was der erste aber ausgeschlossen hat. Jetzt findet man eine Korrelation der Protonen mit einer Supernova ...

Da steht noch viel Beobachtungsarbeit an, denke ich.
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