Einstrom von galaktischen Neutrinos verschiedener Energien auf die Erde. © Martínez-Miravé und Tamborra/ arXiv, CC-by 4.0
So viele Neutrinos treffen die Erde
Das Resultat ist die erste vollständige Karte der aus der Milchstraße kommenden stellaren Neutrinos. „Zum ersten Mal haben wir eine konkrete Schätzung dazu, wie viele dieser Teilchen die Erde erreichen, woher in der Galaxie sie kommen und wie ihre Energie verteilt ist“, sagt Martínez-Miravé. Demnach treffen allein im Energiebereich um 0,1 Megaelektronenvolt (MeV) rund 100 Milliarden galaktische Neutrinos pro Sekunde und Quadratzentimeter auf die Erde. Das sind in etwa genauso viele Neutrinos wie die Sonne in diesem Energiebereich in Richtung Erde abgibt.
Bei niedrigeren Energien von 0,01 MeV rasen rund eine Milliarde Neutrinos pro Sekunde und Quadratzentimeter durch unseren Körper und die Erde. Neutrinos mit hohen Energien von mehr als einem Megaelektronenvolt treffen immerhin noch in Mengen zwischen 100.000 und einer Million auf jeden Quadratzentimeter der Erdoberfläche, wie die Astronomen berichten.
Hauptquelle sind massereiche Sterne und die dünne Scheibe
„Insgesamt ist der Neutrino-Einstrom von den Sternen unserer Galaxie damit um rund fünf Größenordnungen geringer als von der Sonne oder der diffusen Hintergrundstrahlung aus Supernovae und anderen energiereichen Prozessen im Kosmos“, berichten die Astronomen. Der größte Teil der stellaren Neutrinos hat Energien um 0,5 Megaelektronenvolt und stammt aus massereicheren Sternen. „Unsere Ergebnisse zeigen, dass die meisten Neutrinos in Sternen erzeugt werden, die genauso schwer oder schwerer sind als unsere Sonne“, erklärt Martínez-Miravé.
Die meisten stellaren Neutrinos kommen aus der „dünnen Scheibe“ der Milchstraße. © Martínez-Miravé und Tamborra/ arXiv, CC-by 4.0
Die galaktische Neutrinokarte verrät aber auch, wo aus der Milchstraße die meisten dieser Teilchen kommen: aus der dünnen Scheibe der Milchstraße. „Dafür gibt es zwei Gründe“, erklären Martínez-Miravé und Tamborra. Zum einen umfasst diese flache Sternenscheibe die meisten Sterne der Milchstraße und hat die größte stellare Masse. „Zum anderen ist die dünne Scheibe die jüngste Komponente der Galaxie und enthält daher die meisten mittelgroßen und massereichen Sterne“, so die Astronomen.
Neutrino-Produktion der Milchstraße ist jetzt am größten
Die meisten auf die Erde treffenden Milchstraßen-Neutrinos kommen zudem aus unserem näheren Umfeld: Teilchen aus Entfernung zwischen 16.000 und 32.000 Lichtjahren dominieren den Einstrom. „Wir liegen an einem Ort der Milchstraße, an dem wir besonders viele Neutrinos aus dem galaktischen Zentrum erhalten“, schreiben die Astronomen. Dort, im innersten Bereich der Milchstraße, dem sogenannten Bulge, liegen besonders viele massereiche Sterne – und damit potente Neutrinoquellen.
Interessant auch: „Der Einstrom stellarer Neutrinos aus der Milchstraße war niemals größer als jetzt“, berichten Martínez-Miravé und Tamborra. Denn der erste große Schub der Sternbildung in unserer Galaxie ist zwar schon vorbei. Aber seither wurden relativ stetig immer neue mittelschwere und massereiche Sterne in der dünnen Scheibe der Milchstraße gebildet. Diese Population liefert daher momentan besonders viele Neutrinos, wie die Astronomen erklären.
Neue Einblicke auch in „neue Physik“
Zusammengenommen eröffnet die Kartierung der stellaren Neutrinos unserer Milchstraße neue Einblicke in unsere Heimatgalaxie und ihre Sternenpopulation. „Weil diese Geisterteilchen direkt aus dem Inneren dieser Sterne kommen, können sie uns Informationen liefern, die wir über Licht und andere elektromagnetische Strahlung nicht erhalten“, erklärt Martínez-Miravé. Dazu gehören Einblicke in den Lebenszyklus der Sterne und in die Struktur unserer Galaxie.
Darüber hinaus kann das neue Wissen auch dazu beitragen, fundamentale Fragen der Physik und Kosmologie zu lösen. „Weil Neutrinos kaum mit Materie wechselwirken, haben wir präzise Erwartungen darüber, wie sie sich auf ihrem Weg zur Erde verhalten sollten“, sagt Tamborra. „Daher wären selbst winzige Abweichungen davon ein starkes Indiz für neue, noch unbekannte Physik.“ (Physical Review D, 2026; doi: 10.1103/tw4t-jk8d)
Quelle: University of Copenhagen
13. Januar 2026
– Nadja Podbregar