Dr. Marie Cornelius spricht in dänischem Astronomie-Podcast über Neutrinos und Supernovae

Dr. Marie Cornelius, Postdoktorandin in unserer Arbeitsgruppe, war kürzlich zu Gast im dänischen Astronomie-Podcast RumSnak. In der Folge „Geisterteilchen in gigantischen Sternexplosionen“ spricht sie über Neutrinos und ihre wichtige Rolle bei Supernova-Explosionen.

Neutrinos sind elektrisch neutrale Teilchen mit einer sehr geringen Masse. Sie wechselwirken nur schwach mit Materie und können dadurch große Mengen an Materie nahezu ungehindert durchqueren, weshalb sie auch als „Geisterteilchen“ bezeichnet werden. Ein wichtiger Schritt für unser heutiges Verständnis von Neutrinos gelang durch Beobachtungen der Sonne. Über Jahrzehnte hinweg wiesen Experimente weniger Neutrinos aus der Sonne nach als theoretisch vorhergesagt. Die Lösung dieses sogenannten solaren Neutrinoproblems war die Entdeckung, dass Neutrinos auf ihrem Weg ihren Flavour ändern können. Da die damaligen Experimente hauptsächlich Neutrinos eines bestimmten Flavours nachweisen konnten, schienen Neutrinos beim Wechsel in einen anderen Flavour zu verschwinden.

Anschließend geht es im Podcast um die Rolle von Neutrinos bei Supernovae. Eine Supernova ist eine gewaltige Explosion, die entstehen kann, wenn ein massereicher Stern das Ende seines Lebens erreicht und sein Kern kollabiert. Rund 99 Prozent der dabei frei werdenden Energie werden von Neutrinos davongetragen. Neutrinos liefern jedoch nicht nur ein Signal aus dem Inneren des kollabierenden Sterns, sondern spielen auch für die Explosion selbst eine wichtige Rolle. Sie versorgen die Stoßwelle mit der notwendigen Energie und tragen so dazu bei, die Explosion anzutreiben.

Direkte Beobachtungsdaten zu Supernova-Neutrinos sind bisher sehr begrenzt. Bislang konnten nur ein einziges Mal Neutrinos von einer Supernova nachgewiesen werden. Im Jahr 1987 wurden rund 30 Neutrinoereignisse der Supernova 1987A beobachtet. Um im Detail zu verstehen, wie sich Neutrinos im Inneren einer Supernova verhalten, sind daher theoretische Berechnungen und Computersimulationen notwendig.

Dieser theoretische Ansatz spielt auch in Cornelius’ Forschung eine zentrale Rolle. Sie untersucht das Verhalten von Neutrinos in der dichten Umgebung des Kerns einer Supernova. Unter diesen Bedingungen können Neutrinos miteinander wechselwirken, was beeinflussen kann, wie sie ihren Flavour ändern, und sich letztendlich auch auf die Explosion selbst auswirken kann. Cornelius untersucht diese Flavour-Umwandlungen und ihre möglichen Auswirkungen auf die Supernova-Explosion.

Die vollständige, 51-minütige Folge von RumSnak ist auf YouTube verfügbar. Der Podcast ist auf Dänisch und richtet sich an Hörer*innen, die sich für Astronomie und Weltraum interessieren.