{"id":20599,"date":"2026-08-17T06:45:05","date_gmt":"2026-08-17T03:45:05","guid":{"rendered":"http:\/\/imgist.ru\/mlechnyj-put-yarko-svetitsya-na-pervom-v-svoem-rode-izobrazhenii-poluchennom-s-pomoshhyu-nejtrino\/"},"modified":"2026-08-29T12:22:26","modified_gmt":"2026-08-29T09:22:26","slug":"die-milchstrase-leuchtet-hell-auf-dem-ersten-neutrinobild-dieser-art","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/imgist.ru\/de\/mlechnyj-put-yarko-svetitsya-na-pervom-v-svoem-rode-izobrazhenii-poluchennom-s-pomoshhyu-nejtrino\/","title":{"rendered":"Auf dem ersten Bild dieser Art, das mithilfe von Neutrinos aufgenommen wurde, leuchtet die Milchstra\u00dfe hell."},"content":{"rendered":"<ul>\n<li>\n<p>Das IceCube-Teleskop hat das erste Neutrinobild der Milchstra\u00dfe aufgenommen, das eine Konzentration hochenergetischer Teilchen in der Ebene und im Zentrum unserer Galaxie offenbart.<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p> Mithilfe von Deep-Learning-Tools k\u00f6nnen Forscher mehr als 20-mal mehr n\u00fctzliche Ereignisse identifizieren, indem sie das schwache galaktische Signal aus der gewaltigen Hintergrundstrahlung extrahieren.<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p> Das empfangene Signal best\u00e4tigt \u00fcberzeugend, dass die Milchstra\u00dfe eine Quelle hochenergetischer Neutrinos ist, doch die Forscher sind noch immer nicht in der Lage, einzelne Quellen genau zu lokalisieren oder zu bestimmen, welches Emissionsmodell korrekt ist.<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p> Die Milchstra\u00dfe wurde lange Zeit mithilfe von Sternenlicht, Radiowellen und Gammastrahlen kartiert. Nun erscheint sie in einem v\u00f6llig anderen Licht: als geisterhaftes Bild, das mithilfe hochenergetischer Neutrinos gewonnen wurde, wobei das st\u00e4rkste Signal im Zentrum der Galaxie konzentriert ist.<\/p>\n<p> Das Bild entstand im Rahmen zehnj\u00e4hriger Beobachtungen des Neutrino-Observatoriums IceCube am S\u00fcdpol. Die Ergebnisse wurden ver\u00f6ffentlicht in <em>Wissenschaftsmagazin<\/em> , \u00fcberzeugend zu beweisen, dass die Milchstra\u00dfe selbst hochenergetische Neutrinos produziert.<\/p>\n<p> Mitglieder der IceCube-Kollaboration der Universit\u00e4ten Stockholm und Uppsala waren an der Datenanalyse beteiligt. Ihre Arbeit deutet darauf hin, dass die Wechselwirkungen kosmischer Strahlung in der N\u00e4he des galaktischen Zentrums intensiver sein k\u00f6nnten als bisher angenommen.<\/p>\n<p> \u00abUnsere Galaxie mithilfe von Neutrinos zu beobachten, war ein lang gehegter Traum, der f\u00fcr unser Projekt viele Jahre lang unerreichbar schien\u00bb, sagte Chad Finley, au\u00dferordentlicher Professor am Fachbereich Physik der Universit\u00e4t Stockholm. \u00abDas heutige Ergebnis wurde durch die Revolution des maschinellen Lernens erm\u00f6glicht, die es uns erlaubte, unsere Daten viel detaillierter zu analysieren als zuvor.\u00bb.<\/p>\n<figure><figcaption>\n<p> Eine optimale Anpassungskarte der vorl\u00e4ufigen Ergebnisse der Himmelsdurchmusterung, dargestellt auf der Aitoff-Projektion der Himmelskugel in \u00e4quatorialen Koordinaten (\u00c4quinoktium J2000). (Bildnachweis: Chad Finley et al., Neutrino Astrophysics)<\/p>\n<\/figcaption><\/figure>\n<h3> Geisterteilchen deuten auf Kollisionen kosmischer Strahlung hin.<\/h3>\n<p> Neutrinos sind winzige Teilchen, die nur selten mit Materie wechselwirken. Das macht sie schwer nachweisbar, aber gleichzeitig n\u00fctzlich als kosmische Boten, da sie sich mit minimaler St\u00f6rung durch Materie und Raum bewegen.<\/p>\n<p> Die galaktische Ebene gilt bereits als wahrscheinliche Neutrinoquelle. Hochenergetische kosmische Strahlung, darunter energiereiche Protonen und Atomkerne, kollidiert mit Gas und Staub in der Milchstra\u00dfe. Bei diesen Kollisionen entstehen Teilchen, die Pionen genannt werden.<\/p>\n<p> Neutrale Pionen zerfallen in Gammastrahlen, geladene Pionen hingegen in Neutrinos. Da beide Teilchenarten durch Wechselwirkungen kosmischer Strahlung entstehen k\u00f6nnen, erwarteten Astronomen ein breites Neutrinoleuchten entlang der galaktischen Ebene. Gammastrahlenbeobachtungen haben bereits einen Gro\u00dfteil dieser Aktivit\u00e4t erfasst, doch Vorhersagen bez\u00fcglich der Neutrinos blieben unsicher.<\/p>\n<p> Die IceCube-Anlage bot die M\u00f6glichkeit, diese Erwartungen direkt zu \u00fcberpr\u00fcfen. Ihre 5.160 digitalen optischen Module befinden sich in 1,5 bis 2,5 Kilometern Tiefe unter der Oberfl\u00e4che der Antarktis. Sie detektieren Tscherenkow-Strahlung, die entsteht, wenn Neutrinos mit Atomkernen in Eis oder Gestein wechselwirken.<\/p>\n<h3> Deep Learning extrahiert schwache Signale.<\/h3>\n<p> Um astrophysikalische Neutrinos nachzuweisen, m\u00fcssen sie von der immensen Hintergrundstrahlung getrennt werden. IceCube beobachtet Ereignisse mit einer Frequenz von etwa 2,7 Kilohertz, die haupts\u00e4chlich von atmosph\u00e4rischen Teilchen stammen, und registriert etwa 100 Millionen atmosph\u00e4rische Myonen pro astrophysikalischem Neutrino.<\/p>\n<figure><figcaption>\n<p> Chad Finley, au\u00dferordentlicher Professor f\u00fcr Physik an der Universit\u00e4t Stockholm. (Foto: S\u00f8ren Andersson)<\/p>\n<\/figcaption><\/figure>\n<p> Das Forschungsteam konzentrierte sich auf Kaskadenereignisse, kompakte Teilchenschauer, die haupts\u00e4chlich aus Elektron- und Tau-Neutrinos gebildet werden, sowie auf einige Wechselwirkungen, an denen alle drei Neutrinotypen beteiligt sind.<\/p>\n<p> Kaskaden bieten zwar eine geringere Genauigkeit bei der Richtungsbestimmung als lange Teilchenspuren, sind aber im s\u00fcdlichen Himmel, wo sich das galaktische Zentrum befindet, vorteilhaft. Sie reduzieren die atmosph\u00e4rische Neutrino-Kontamination bei Energien im Teraelektronenvolt-Bereich um etwa eine Gr\u00f6\u00dfenordnung und erm\u00f6glichen eine Analyseschwelle von etwa 1 TeV.<\/p>\n<p> Tiefe neuronale Netze erh\u00f6hten die nutzbare Stichprobengr\u00f6\u00dfe signifikant. Die neue Selektionsmethode erfasste mehr als 20-mal mehr Ereignisse als die Methode, die in der fr\u00fcheren IceCube-Kaskadenanalyse der galaktischen Ebene verwendet wurde. Zudem verbesserte sie die Winkelaufl\u00f6sung bei Teraelektronenvolt-Energien um bis zu das Zweifache.<\/p>\n<p> Die Forscher analysierten Daten, die von Mai 2011 bis Mai 2021 gesammelt wurden. Die endg\u00fcltige Stichprobe umfasste 59.592 Ereignisse und deckte das gesamte Himmelsspektrum von 500 GeV bis zu mehreren Petaelektronenvolt ab. Die zuvor ausgew\u00e4hlten Daten enthielten 1.980 Ereignisse aus sieben Beobachtungsjahren.<\/p>\n<p> Es wird gesch\u00e4tzt, dass etwa 6% der endg\u00fcltigen Probe atmosph\u00e4rische Myonen und etwa 7% astrophysikalische Neutrinos waren. Die verbleibenden 87% waren atmosph\u00e4rische Neutrinos.<\/p>\n<h3> Die galaktische Ebene sticht hervor<\/h3>\n<p> Die Analyse testete drei Modelle der diffusen Neutrinoemission aus der Milchstra\u00dfe. Jedes basierte auf Gammastrahlenbeobachtungen, verwendete jedoch unterschiedliche Annahmen bez\u00fcglich des Verhaltens kosmischer Strahlung und der Strahlungsverteilung.<\/p>\n<figure><figcaption>\n<p> Die Ebene der Milchstra\u00dfe in Photonen und Neutrinos. (Bildnachweis: Chad Finley et al., Neutrino Astrophysics)<\/p>\n<\/figcaption><\/figure>\n<p> Alle drei Modelle lieferten Ergebnisse, die die auf Basis der Hintergrunddaten allein erwarteten Werte \u00fcbertrafen. Die Signifikanzwerte dieser Ergebnisse betrugen 4,71 \u03c3, 4,37 \u03c3 und 3,96 \u03c3. Nach einer konservativen Anpassung f\u00fcr die Pr\u00fcfung von drei verwandten Modellen lag das st\u00e4rkste Ergebnis bei 4,48 \u03c3.<\/p>\n<p> Ein Modell sagte eine gleichm\u00e4\u00dfigere Verteilung der Neutrinos entlang der galaktischen Ebene voraus, w\u00e4hrend andere eine st\u00e4rkere Strahlungskonzentration in der N\u00e4he des galaktischen Zentrums annahmen. Die Daten erlaubten es uns nicht, zu bestimmen, welches Modell die tats\u00e4chliche Verteilung der Quellen am besten beschreibt.<\/p>\n<p> Eine separate Himmelsdurchsuchung untersuchte einzelne Regionen. Einige erh\u00f6hte Werte fielen mit bekannten Gammastrahlenquellen zusammen, darunter der Krebsnebel, 3C 454.3 und die Region Cygnus X. Keiner dieser Werte blieb nach Ber\u00fccksichtigung mehrerer untersuchter Regionen statistisch signifikant.<\/p>\n<p> Dies deutet darauf hin, dass das galaktische Signal nicht durch eine einzelne, offensichtliche Punktquelle bestimmt wird.<\/p>\n<p> Die Suche in Katalogen, darunter Supernova\u00fcberreste, durch Pulsarwinde entstandene Nebel und unidentifizierte galaktische Gammastrahlenquellen, ergab \u00dcberschusswerte von 3\u03c3 oder h\u00f6her. Das Team beanspruchte nicht, die Objekte entdeckt zu haben, da diese sich mit Regionen \u00fcberschneiden, in denen diffuse galaktische Strahlung am st\u00e4rksten erwartet wird.<\/p>\n<h3> Das Zentrum der Galaxie k\u00f6nnte aktiver sein als bisher angenommen.<\/h3>\n<p> Der beobachtete Neutrinofluss wirft wichtige Fragen auf. In einem einfacheren Modell neutraler Pionen lag der beste Wert f\u00fcr den Hochenergiefluss etwa f\u00fcnfmal h\u00f6her als die Vorhersage des Modells.<\/p>\n<figure><figcaption>\n<p> Beitrag zur Teststatistik der galaktischen Ebene. Der Beitrag zur \u03c4-Teststatistik wird in galaktischen Koordinaten (L\u00e4nge l und Breite b) f\u00fcr jedes der drei getesteten Modelle der galaktischen Ebene dargestellt. Der Gesamtwert der Teststatistik wurde durch Integration \u00fcber den gesamten Himmel ermittelt. (Quelle: Chad Finley et al., Neutrino Astrophysics)<\/p>\n<\/figcaption><\/figure>\n<p> Die Diskrepanz k\u00f6nnte auf Unterschiede in der Ausbreitung kosmischer Strahlung in der N\u00e4he des galaktischen Zentrums, auf Ver\u00e4nderungen in ihrem Energiespektrum oder auf einen Beitrag von nicht aufgel\u00f6sten Neutrinoquellen zur\u00fcckzuf\u00fchren sein.<\/p>\n<p> Die Testergebnisse sprachen f\u00fcr eine diffuse Emission entlang der galaktischen Ebene, die Daten erlaubten jedoch keine sichere Unterscheidung zwischen den getesteten Modellen oder die Identifizierung eingebetteter Punktquellen.<\/p>\n<p> Je nach Modell liegt das gesch\u00e4tzte Signal aus der Milchstra\u00dfe zwischen 6% und 13% des zuvor beobachteten astrophysikalischen Neutrinoflusses von 30 TeV.<\/p>\n<p> \u00abBisherige IceCube-Entdeckungen betrafen Neutrinoemissionen aus viel gr\u00f6\u00dferen Entfernungen, und es ist wirklich aufregend, dass wir jetzt ein Neutrinobild unserer eigenen Galaxie sehen k\u00f6nnen\u00bb, sagte Claes Hultqvist, Professor am Fachbereich Physik der Universit\u00e4t Stockholm.<\/p>\n<h3> Praktische Implikationen der Studie<\/h3>\n<p> Die Ergebnisse bieten Astronomen eine weitere M\u00f6glichkeit, Teilchenwechselwirkungen innerhalb der Milchstra\u00dfe zu untersuchen. Neutrinos breiten sich mit minimalen St\u00f6rungen aus, wodurch sie Wechselwirkungen kosmischer Strahlung selbst an Orten verfolgen k\u00f6nnen, an denen Photonen absorbiert oder ver\u00e4ndert werden k\u00f6nnten.<\/p>\n<p> Im n\u00e4chsten Schritt gilt es zu ermitteln, ob bestimmte galaktische Objekte zu dem Signal beitragen und wie viel davon auf diffuse Wechselwirkungen mit interstellarem Gas zur\u00fcckzuf\u00fchren ist.<\/p>\n<p> \u00abDies er\u00f6ffnet M\u00f6glichkeiten zur Untersuchung weiterer Prozesse mithilfe von Neutrinos. Der erste Schritt besteht darin, Objekte in der Milchstra\u00dfe als Neutrinoquellen zu identifizieren. IceCube-Gen2, die von uns geplante Erweiterung von IceCube, wird uns eine deutlich h\u00f6here Empfindlichkeit f\u00fcr weitere Untersuchungen galaktischer Ereignisse bieten.\u00bb.<\/p>\n<h3> Erfahren Sie mehr \u00fcber galaktische Neutrinos und kosmische Strahlung.<\/h3>\n<p> Diese Materialien beschreiben, wie Astronomen die Neutrinokarte der Milchstra\u00dfe verfeinern, nach spezifischen galaktischen Quellen suchen und Neutrinobeobachtungen mit kosmischer Strahlung und Gammastrahlen vergleichen.<\/p>\n<p> Galaktischer Neutrinohimmel: Gammastrahlenvorhersagen. Diese aktuelle Analyse nutzt galaktische Gammastrahlenmessungen, um Vorhersagen f\u00fcr den Hochenergie-Neutrinohimmel zu verfeinern und zu untersuchen, was gegenw\u00e4rtige und zuk\u00fcnftige Beobachtungen \u00fcber die Wechselwirkungen kosmischer Strahlung in der Milchstra\u00dfe aussagen k\u00f6nnen. <em>(arXiv, 2026)<\/em><\/p>\n<p> Die IceCube-Forscher messen den Neutrinofluss in der galaktischen Ebene und suchen mithilfe der Multi-Flavor-Neutrino-Stichprobe nach galaktischen Pevatrons. Sie kombinieren \u00fcber zw\u00f6lf Jahre Beobachtungserfahrung mit verschiedenen Arten von Neutrinoereignissen, um die Messungen in der galaktischen Ebene zu verbessern und nach leistungsstarken kosmischen Strahlungsbeschleunigern zu suchen, darunter auch Kandidaten in der Schwan-Region. <em>(Internationale Konferenz \u00fcber kosmische Strahlung, 2025)<\/em><\/p>\n<p> Analyse des diffusen astrophysikalischen Flusses aus der galaktischen Ebene anhand von 12,1 Jahren IceCube-Daten: Anfangsspuren, durchgehende Spuren und Kaskaden. Diese IceCube-Analyse kombiniert drei Detektionskan\u00e4le, um das galaktische Neutrinospektrum im TeV- bis PeV-Energiebereich zu messen und verschiedene Regionen der Milchstra\u00dfe mit geringerer Abh\u00e4ngigkeit von festen Emissionsmodellen zu untersuchen. <em>(Internationale Konferenz \u00fcber kosmische Strahlung, 2025)<\/em><\/p>\n<p> Ursprung der diffusen Gammastrahlung sehr hoher Energie. Diese Studie untersucht den Ursprung der diffusen Gammastrahlung sehr hoher Energie in der Milchstra\u00dfe und ihren Zusammenhang mit Wechselwirkungen kosmischer Strahlung. Sie liefert damit einen wichtigen Kontext f\u00fcr die Interpretation galaktischer Neutrinos. <em>(Astronomie und Astrophysik, 2025)<\/em><\/p>\n<p> Charakterisierung des astrophysikalischen diffusen Neutrinoflusses anhand von Startspurereignissen des IceCube-Teleskops. Diese Studie, basierend auf mehr als einem Jahrzehnt IceCube-Beobachtungen, misst ein breiteres astrophysikalisches Neutrinospektrum und tr\u00e4gt so dazu bei, den hochenergetischen Neutrinohintergrund zu bestimmen, vor dessen Hintergrund der Beitrag der Milchstra\u00dfe verstanden werden muss. <em>(Physical Review D, 2024)<\/em><\/p>\n<p> Die Ergebnisse der Studie sind elektronisch in der Zeitschrift Science verf\u00fcgbar.<\/p>\n<p> Der Originalartikel mit dem Titel \u00abMilchstra\u00dfe leuchtet hell auf erstmaliger Neutrinoaufnahme\u00bb wurde von The Brighter Side of News ver\u00f6ffentlicht.<\/p>\n<h5> Verwandte Artikel<\/h5>\n<ul>\n<li>\n<p> Kleine Galaxien, die wie rote Punkte aussehen, k\u00f6nnten das Geheimnis der kosmischen Neutrinos l\u00fcften.<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p> Ein Spiegeluniversum, in dem die Zeit r\u00fcckw\u00e4rts l\u00e4uft, k\u00f6nnte helfen, die Existenz von dunkler Materie, Antimaterie und Neutrinos zu erkl\u00e4ren.<\/p>\n<\/li>\n<li>\n<p> Das Shadow Blaster-Projekt deutet darauf hin, dass Starburst-Galaxien verborgene Quellen kosmischer Neutrinos sind.<\/p>\n<\/li>\n<\/ul>\n<p> <strong>Gefallen Ihnen solche positiven Geschichten? 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