ERC Starting Grant für Sara Buson

03.09.2020

Die Astrophysikerin Sara Buson will „Monster des Universums“ erforschen – Blazare, die mit unvorstellbarer Energie Partikel ausstoßen. Für dieses Projekt erhält sie 1,5 Millionen Euro vom Europäischen Forschungsrat.

Die Astrophysikerin Sara Buson erhält eine Auszeichnung vom Europäischen Forschungsrat. (Bild: Elisa Mortin)

Kosmische Strahlen beweisen es: Das Universum beherbergt astrophysikalisch schwer fassbare „Monster“, die kontinuierlich und effizient Elementarteilchen bei extremen Energien beschleunigen. Diese energiereichen Photonen und Neutrinos sind der Schlüssel, um das Geheimnis der kosmischen Strahlung endgültig zu enträtseln.

Auf diesem Feld gelang 2017 eine wichtige Entdeckung: Aus Richtung des Gammastrahlen aussendenden Blazars TXS 0506+056, aus dessen Zentrum ein Schwarzes Loch mit unvorstellbarer Wucht Partikelströme ins Universum schießt, wurde eine Neutrino-Emission registriert. Blazare sind spezielle Galaxienkerne, die sehr viel mehr Strahlung ausstoßen als die gesamte Galaxie selbst – und diese Strahlung stammt nachweislich nicht von Sternen.

Viele offene Fragen über Blazare

Seitdem vermutet man, dass Gammastrahlen-Blazare Quellen für Neutrinos und potenzielle kosmische Strahlungsbeschleuniger sind. „Bis heute gibt es jedoch weder ein konsistentes Bild für den physikalischen Mechanismus noch einen theoretischen Rahmen, der in der Lage wäre, die Gesamtheit der verfügbaren Multimessenger-Beobachtungen überzeugend zu erklären“, sagt Juniorprofessorin Sara Buson von der Julius-Maximilians-Universität (JMU) Würzburg.

Diese Beobachtungen deuten darauf hin, dass bei Blazaren die Neutrino- und elektromagnetischen Emissionen miteinander in Zusammenhang stehen könnten. Der Schlüssel zur Entzifferung dieses Zusammenhangs sei aber nicht leicht zu finden.

Die Würzburger Astrophysikerin hat sich nun ein ehrgeiziges Ziel gesetzt: Sie möchte die erste systematische Multimessenger-Studie für Blazare durchführen. „Anders als bei allen früheren Versuchen werde ich diese Herausforderung an einer großen Stichprobe angehen, und zwar sowohl theoretisch als auch beobachtend“, erklärt die JMU-Forscherin.

Auszeichnung für aussichtsreiche Talente

Für dieses Projekt erhält sie eine Förderung vom European Research Council (ERC), dem Europäischen Forschungsrat. Der unterstützt Sara Buson mit einem ERC Starting Grant – einer Auszeichnung, die mit 1,5 Millionen Euro dotiert ist und an aussichtsreiche jüngere Forschungstalente verliehen wird.

Das primäre Ziel von Sara Busons ERC-Projekt ist es, Blazare als die wichtigsten extragalaktischen Neutrino-Quellen zu bestätigen. Sie geht ihre Studie mit großer Zuversicht an: „Dieses Projekt kann unser Wissen über die Blazar-Astrophysik revolutionieren, die Grundlage für künftige Entdeckungen legen und als Leitfaden für die Multimessenger-Observatorien der nächsten Generation dienen.“

Von Italien über die USA nach Würzburg

Sara Buson, Jahrgang 1979, hat an der Universität Padua Astrophysik studiert und dort auch promoviert. 2015 erhielt sie ein Postdoc-Stipendium der NASA. Sie zog in die USA und trat in das Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Maryland, ein.

2018 wechselte sie von der NASA an die JMU, wo sie eine Juniorprofessur für Hochenergie-Astrophysik am Lehrstuhl für Astronomie innehat. Ihre Forschung zielt darauf ab, das Wissen über die physikalischen Prozesse zu verbessern, die in Schwarzen Löchern und anderen extrem energiereichen Umgebungen im Universum ablaufen.