Astronomen haben eine Konzeptmission vorgeschlagen, um ein Neutrino-Observatorium in eine Umlaufbahn um die Sonne zu fliegen, um ein besseres Bild davon zu bekommen, was im Kern der Sonne passiert.
Astronomen haben nur sehr wenige Werkzeuge, um in das Herz der Sonne zu blicken. Glücklicherweise setzen die Kernreaktionen, die ständig im Kern der Sonne stattfinden, wenn Wasserstoff zu Helium verschmilzt, eine ununterbrochene Flut von Neutrinos frei. Neutrinos sind winzige geisterhafte Teilchen, die kaum jemals mit Materie interagieren.
Auf der Erde haben wir riesige Detektoren gebaut, um gelegentlich Neutrinos einzufangen. Astronomen haben diese Neutrinos verwendet, um die nuklearen Prozesse zu verstehen, die im Inneren der Sonne ablaufen, und um die Grenzen der bekannten Physik zu erforschen.
Aber unsere Observatorien auf der Erde sind grundsätzlich begrenzt, weil unser Planet so weit von der Sonne entfernt ist. Was wäre also, wenn wir ein Neutrino-Observatorium ins All bringen würden?
Ein Team von Astronomen hat eine Konzeptmission vorgeschlagen, um genau dies zu tun. Der Hauptvorteil eines Neutrino-Observatoriums im Weltraum ist die Möglichkeit, der Sonne selbst nahe zu kommen. Wenn wir das Observatorium in der gleichen Entfernung wie die Parker Solar Probe fliegen würden, würde es mehr als tausendmal mehr Neutrinos treffen als derselbe Detektor auf der Erde. Noch näher an die Sonne zu kommen, könnte diese Zahl um das 10.000-fache erhöhen.
Diese Art von Neutrinofluss würde unvergleichliche Einblicke in die nuklearen Prozesse des Kerns geben. Und durch die Umlaufbahn um die Sonne würde das Raumschiff einen weiteren Vorteil erlangen, indem es nach Asymmetrien oder Unterschieden im Neutrino-Ausgang der Sonne sucht, die ein Hinweis auf das Vorhandensein dunkler Materie oder anderer exotischer Prozesse wären.
Das Raumschiff müsste nicht einmal in die Nähe der Sonne kommen, um alle Vorteile des Weltraums zu nutzen. Die Schwerkraft der Sonne biegt den Weg des Lichts, und dieses Licht trifft auf einen Brennpunkt, der Hunderte von AE entfernt ist. Die Pfade von Neutrinos biegen sich ebenfalls um die Sonne, aber weil sie Masse haben, ist dieser Brennpunkt nur 20-40 AE entfernt. Die Platzierung eines Neutrino-Observatoriums dort würde es Astronomen ermöglichen, die Sonne als Vergrößerungslinse zu verwenden, um die Ursprünge von Neutrinos zu untersuchen, die aus dem galaktischen Zentrum und darüber hinaus kommen.
Auf der anderen Seite würde ein Neutrino-Observatorium im Weltraum dicke Abschirmschichten erfordern, um kosmische Strahlen in anderen hochenergetischen Teilchen zu blockieren, die ein Neutrino-Signal nachahmen könnten. So viel Gewicht in den Weltraum zu bringen, wäre sicherlich eine Herausforderung.
Derzeit ist die Mission nur ein Konzept, aber wenn sie funktioniert, könnte sie eine neue Plattform für das Verständnis nicht nur dieser winzigen Teilchen, sondern auch der Physik der Sonne selbst bieten.