Welt der Wissenschaft: ASTROPHYSIK: Astrophysik mit Neutrinos
Welt der Wissenschaft: ASTROPHYSIK: Astrophysik mit Neutrinos
Nachdem mit der Entdeckung der Neutrino-Oszillationen das Rätsel der fehlenden solaren Neutrinos geklärt wurde, dienen die Neutrino-Experimente nun der Erforschung der Sonne. Die spektrale Auflösung moderner Detektoren ermöglicht immer detailliertere Rückschlüsse auf die im Sonneninneren herrschenden Bedingungen.
Im ersten Teil dieses Beitrags haben wir das für lange Zeit ungelöste Rätsel der solaren Neutrinos dargestellt und gezeigt, wie alle experimentellen Ergebnisse eine astrophysikalische, also eine auf die Fusionsprozesse im Innersten der Sonne bezogene Lösung ausschließen (siehe SuW 2/2010, S. 30). Demnach ist des Neutrinorätsels Lösung in den intrinsischen Eigenschaften der Neutrinos selbst zu suchen, und mit diesen wollen wir uns nun befassen. Wir kennen in der Natur drei verschiedene Arten von Neutrinos: das Elektron-Neutrino, das Myon-Neutrino und das Tauon-Neutrino. Sie sind jeweils mit den entsprechenden geladenen Leptonen Elektron (e–), Myon (μ–) und Tauon (t–) assoziiert. Die Kernreaktionen in der Sonne produzieren nur Elektron-Neutrinos, und die bisher durchgeführten radiochemischen Experimente sind ausschließlich für Neutrinos dieser Art empfindlich. Denn ein Myon- oder Tauon-Neutrino kann die im ersten Teil dieses Artikels beschriebenen Nachweisreaktionen an Chlor- oder Gallium-Kernen nicht auslösen, weil ihre Energie nicht ausreicht, um die wesentlich massereicheren Leptonen μ– und t– zu produzieren. Wenn sich nun ein Teil der in der Sonne erzeugten Elektron-Neutrinos auf dem Weg zur Erde in Neutrinos einer anderen Art umwandelt, dann ergibt sich radiochemisch gemessen eine kleinere Rate als jene, die ohne diesen Effekt zu erwarten wäre. Damit ließe sich also der radiochemische Befund erklären.
Im Sternbild Nördliche Krone wird schon bald eine Explosion auf der Oberfläche des Weißen Zwerges erwartet, die mit bloßem Auge zu erkennen sein wird. Außerdem zeigen wir erste spektakuläre Bilder des neuen Weltraumteleskops Euclid, das nach Galaxien und Galaxienhaufen Ausschau hält. Wir starten eine Serie über die Einführung in die Deep-Sky-Fotografie und gehen der Frage nach, ob mit dem James-Webb-Teleskop ein Exoplanet mit Ozeanen entdeckt wurde.
Sterne und Weltraum – Superheiß: So wird die Sonnenkorona geheizt
Unsere Sonne birgt ein Temperaturrätsel: Der Sonnenkern ist etwa 15 Millionen Grad Celsius heiß, was das Verschmelzen von Atomkernen erlaubt. Diese Fusionsprozesse speisen die Sonnenenergie, die schließlich am äußersten Rand unseres Heimatgestirns – der Photosphäre – als elektromagnetische Wellen abgestrahlt wird. Dort ist unser Heimatgestirn nur noch zirka 5500 Grad Celsius heiß. Doch weiter außen erreicht sie in einer Schicht namens Korona ein bis zwei Millionen Grad Celsius! Wie kommt das? Der Sonnenphysiker Klaus-Peter Schröder klärt in der Titelgeschichte das Mysterium auf und legt dar, welche Rolle Magnetfelder dabei spielen.
Spektrum Kompakt – Farben - Wahrnehmung und Einfluss
Ein (Alb-)Traum in pink, die blaue Stunde am Abend, das weißeste Weiß, das schwärzeste Schwarz: Farben sind überall. Sie beeinflussen unsere Wahrnehmung, unsere Gefühle, unser Verhalten. Aber wie?
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