Stefanie Unterguggenberger über das Major Gamma Ray Imaging Cerenkov Teleskop MAGIC
Hallo zusammen! Meine Wenigkeit heißt Stefanie Unterguggenberger und im Moment bin ich Dissertantin am Institut für Astro- und Teilchenphysik in Innsbruck. Während meines Studiums war mir eigentlich relativ schnell klar, dass Astrophysik mein Hauptfach wird, allerdings faszinierte mich die Teilchenphysik ebenso. Um diese beiden Dinge zu kombinieren ging ich für zwei Monate an den Lehrstuhl für Astrophysik in Würzburg.
Ein Teil dieses Lehrstuhles gehört zum MAGIC (Major Gamma Ray Imaging Cerenkov) Teleskop. Meine Aufgabe bestand darin eine Datenbank für das MAGIC Experiment mit allen zu diesem Zeitpunkt vorhandenen Quellen und zukünftigen Targets anzufertigen. Das klingt jetzt vielleicht nicht unbedingt nach (Astro-)Teilchenphysik, aber durch meine Nachforschungen lernte ich viel über die Hochenergiephysik und die kosmische Höhenstrahlung i.a. sowie über die verschiedensten Modelle für AGNs (Active Galactic Nuclei) und ander Gamma-Quellen. Natürlich hatte jeder Studierende aus Innsbruck zumindest schon einmal den Namen Victor Franz Hess (Wiki-Link) gelesen oder gehört, da wir ja im V.F. Hess Haus unsere Vorlesunge haben. Victor Franz Hess ist der Entdecker der kosmischen Höhenstrahlung und somit der Urvater der Cerenkov Astronomie und der Astroteilchenphysik. Er hat am Hafelekar eine eigene Messtation aufgebaut, welche noch heute betrieben wird.
Bild 1: MAGIC - (Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov Telescope)
Um etwas Licht ins Dunkel zu bringen: MAGIC (Link: MAGIC Homepage) zählt zu den Imaging Atmospheric Cerenkov Telescopes, d.h. unsere Atmosphäre wird als Detektor verwendet um somit die hochenergetischen Teilchen aus dem Weltraum indirekt nachzuweisen. Der Ursprung dieser Teilchen sind verschiedenste Quellen (Supernovaüberreste, Pulsare (Wiki-Link), AGNs (Wiki-Link), hochenergetische Doppelsternsysteme,...). Die Partikel erreichen die Erde und durch Wechselwirkungen in der Atmosphäre zerfallen sie in einer Kaskade (siehe Bild) die einen Machkegel (anderes Bild) ausbilden. Ein Mach- oder auch Cerenkov Kegel entsteht dadurch, dass das Teilchen, welches der Informationsträger ist, sich mit höherer Geschwindigkeit als die von ihm ausgehende Information bewegt. Das heißt, die Information folgt dem Teilchen nach. Das heißt allerdings NICHT, dass sich die Teilchen mit Überlichtgeschwindigkeit bewegen, denn die Vakuumlichtgewschwindigkeit kann nicht überschritten werden, sehr wohl aber die Lichtgeschwindigkeit in einem Medium, und unser Medium ist in diesem Fall die Atmosphäre. Genau nach diesen Schauern sucht das MAGIC Experiment. Dabei gilt es natürlich Myonen, von anderen interessanten Detektionen zu unterscheiden. Dies geschieht i.a durch die Bestimmung der Form des Schauers.
Bild 2: Eines der ersten Signale des MAGIC Teleskops.
Zu den wohl interessantesten Entdeckungen gehören weit entfernte Quellen bei einer Entfernung von z=8. Die Variable z beschreibt in diesem Fall die Rotverschiebung im Spektrum einer Lichtquelle, sie ist also ein Maß für die Entfernung von Galaxien. Diesen Effekt erhalten wir aufgrund der Expansion des Universums, vergleichbar mit dem Dopplereffekt (Wiki-Link). z=8 entspricht in etwa der Entfernung (bzw. der Zeit) in der sich die ersten Galaxien gebildet haben.
Bild 3: Cherenkov Lichtkegel, ausgelöst durch Sekundärteilchen der kosmischen Strahlung.
Eine weitere wichtige Entdeckung sind diese ominösen Gammaraybursts (ein hochenergetischer Lichtblitz im Gammaregime), von deren Natur man noch nichts sagen kann. Es ist ebenso interessant, dass immer wieder neue Objekte entdeckt werden deren Entfernung auch mit Nachbeobachtung von optischen Teleskopen nicht bestimmt werden kann. Allgemein ist zu sagen, dass durch MAGIC, sowie HESS und VERITAS (Konkurenten, bzw. Partner im Bereich der Cerenkov-Astronomie) ein Grundstein für weiterführende Projekte wie CTA (Cerenkov Telescope Array) oder DWARF Langzeitbeobachtungsstudie spezieller Quellen) gelegt wurde.
