Wie „sehen“ wir das hellste „Feuerwerk“ im Universum?

Am 9. Oktober 2022 gab es im Universum eine sehr schockierende und wunderschöne „Feuerwerk“-Explosion.

Die Wissenschaftler gaben diesem „kosmischen Feuerwerk“ speziell den Namen „BOAT“, was „das hellste aller Zeiten“ bedeutet.

Dies ist der hellste Gammastrahlenausbruch, der bisher entdeckt wurde – GRB 221009A.

Ein Bild des hellsten bisher entdeckten Gammastrahlenausbruchs (GRB 221009A), mit freundlicher Genehmigung des Instituts für Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften

Gammastrahlenausbrüche dieser Helligkeit sind äußerst selten; die Wahrscheinlichkeit, dass sie auftreten, liegt bei etwa einmal in zehntausend Jahren. (Einige konservative Forscher sagen, dass dies mindestens einmal in tausend Jahren passiert.)

Dieses großartige „kosmische Feuerwerk“ mit einer so geringen Wahrscheinlichkeit wurde jedoch von den wissenschaftlichen Forschern unseres Landes „gesehen“.

Wie „sehen“ sie?

Gammastrahlenausbrüche werden in extrem extremen physikalischen Umgebungen erzeugt.

Was genau ist ein Gammastrahlenausbruch?

Als Gammastrahlenausbruch (GRB) bezeichnet man das Phänomen, dass die Intensität von Gammastrahlen aus einer bestimmten Himmelsrichtung innerhalb kurzer Zeit plötzlich zunimmt und anschließend wieder abschwächt.
Gammastrahlenausbrüche sind die heftigsten Himmelsexplosionen seit dem Urknall. Die Energie, die es in einer Sekunde freisetzt, entspricht der gesamten Energie, die die Sonne in etwa 5 Milliarden Jahren freisetzt. Die Energie, die es in wenigen Sekunden abstrahlt, entspricht der gesamten Energie, die die Sonne in 10 Milliarden Jahren abstrahlt. Daher wird es als das stärkste Ereignis im Universum bezeichnet.

Es gibt zwei Arten von Gammastrahlenausbrüchen: Der eine ist ein kurzer Ausbruch, der weniger als 2 Sekunden dauert und normalerweise aus Gebieten kommt, in denen nur wenige Sterne entstehen; die andere wird „Long Burst“ genannt und dauert länger als 2 Sekunden, manche dauern von einigen zehn Sekunden bis zu mehreren Minuten oder sogar länger. Der diesmal entdeckte Gammastrahlenausbruch gehört in diese Kategorie.

Wissenschaftler gehen im Allgemeinen davon aus, dass lange Ausbrüche durch den Kernkollaps explosionsartig auftretender sehr massereicher Sterne verursacht werden und mit der Entstehung von Neutronensternen oder Schwarzen Löchern in Zusammenhang stehen. Aus diesem Grund spekulieren viele Menschen, dass sich bei GRB 221009A möglicherweise ein neugeborenes Schwarzes Loch gebildet hat.

Seit der erste Gammastrahlenausbruch im Jahr 1967 entdeckt wurde, wurden fast 10.000 Gammastrahlenausbrüche registriert. Nach einem halben Jahrhundert Forschung ist man zu der Erkenntnis gelangt, dass Gammastrahlenausbrüche in extrem extremen physikalischen Umgebungen entstehen, wie beispielsweise in extrem hohen Magnetfeldern, extrem starker Schwerkraft, extrem hohen Geschwindigkeiten usw. Gammastrahlenausbrüche sind daher zu einem von der Astrophysik und sogar der Grundlagenphysik bevorzugten Labor für extreme Physik geworden.

Wissenschaftler haben in der Milchstraße noch keine Gammastrahlenausbrüche beobachtet. Diese kraftvollen Strahlen kommen aus den Tiefen des fernen Universums. Wie sehen sie wirklich aus? Die Menschheit weiß noch sehr wenig. Wissenschaftler hoffen, mithilfe von Gammastrahlenausbrüchen wichtige Fragen wie die Evolutionsgeschichte des Universums, den Ursprung schwerer Elemente und die Richtigkeit der Relativitätstheorie untersuchen zu können. Zuvor müssen sie jedoch über ein umfassendes Verständnis der physikalischen Ursprünge von Gammastrahlenausbrüchen selbst verfügen. Dies ist der wichtige Grund, warum viele Forscher in der Astrophysik und Kosmologie den Gammastrahlenausbrüchen große Aufmerksamkeit schenken.

Der am 9. Oktober 2022 beobachtete Gammastrahlenausbruch war ein beispielloses Fest für die wissenschaftliche Gemeinschaft. Am selben Tag um 21:16:59.59 Uhr Pekinger Zeit registrierte das Fermi-Gammastrahlen-Weltraumteleskop der NASA erstmals einen ungewöhnlich hellen Gammastrahlenausbruch, der nach internationaler Konvention GRB221009A genannt wird. Anschließend entdeckten viele astronomische Einrichtungen auf der ganzen Welt GRB 221009A.

Der Gammastrahlenausbruch, katalogisiert als GRB 221009A, entstand am Himmel in Richtung des Sternbilds Schütze. Bildnachweis@International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/B.O'Connor (UMD/GWU) & J. Rastinejad & W Fong (Northwestern Univ)

In zahlreichen astronomischen Einrichtungen haben chinesische wissenschaftliche Forschungsteams Messungen mit höchster internationaler Präzision durchgeführt.

Himmel und Erde arbeiten zusammen, um Feuerwerke anzuschauen

Wenn Sie Ihre Arbeit gut machen möchten, müssen Sie zuerst Ihre Werkzeuge schärfen. Da die Hürden für Forschungsausrüstungen in vielen wissenschaftlichen Bereichen immer höher werden, trifft dieser Satz immer mehr zu, insbesondere im hochmodernen Bereich der Weltraumforschung.

Aufgrund der rückständigen Beobachtungs- und Forschungsausrüstung liegt das Niveau der wissenschaftlichen und technologischen Spitzenleistungen meines Landes in diesem Bereich seit langem weit hinter dem der Industrieländer zurück, und einige der durchgeführten Forschungsarbeiten können lediglich Folgeuntersuchungen wichtiger wissenschaftlicher Forschungsergebnisse sein (der Wert und die Bedeutung solcher Forschungsergebnisse sind in den meisten Fällen erheblich geringer).

Diese Situation ändert sich jedoch, da China immer mehr große wissenschaftliche und technologische Infrastrukturen aufbaut.

An der Entdeckung dieses hellsten Gammastrahlenausbruchs waren auch die Satelliten „Laso“, „High Energy Burst Explorer“ (HEBS) und „Insight-HXMT“ beteiligt, die alle unter der Leitung des Instituts für Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften gebaut wurden. Sie entdeckten diesen Gammastrahlenausbruch gleichzeitig und erreichten so koordinierte Boden-Boden-Beobachtungen über einen breiten Energiebereich von 11 Größenordnungen.

Gemeinsam führten sie Messungen der Strahlungseigenschaften des Gammastrahlenausbruchs in jeder wichtigen Phase durch, vom Hauptausbruch bis hin zu den Flares und dem frühen Nachglühen.

Untersuchungen in meinem Land haben ergeben, dass die Helligkeit dieses Gammastrahlenausbruchs 50-mal so hoch ist wie die des hellsten Gammastrahlenausbruchs, der jemals von Menschen beobachtet wurde. (Ausländische Radiodaten zeigen, dass GRB 221009A 70-mal heller ist als jeder jemals beobachtete Gammastrahlenausbruch.)

Schematische Darstellung des hellsten Gammastrahlenausbruchs, der von einem chinesischen Satelliten entdeckt wurde. Foto mit freundlicher Genehmigung des Instituts für Hochenergiephysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Der Satellit Insight-HXMT beobachtete einen Gammastrahlenausbruch (GRB 221009A). Vor und nach dem Gammastrahlenausbruch scannte der Satellit Insight-HXMT den Himmelsbereich. Die grüne gepunktete Linie stellt die Scanbahn des Teleskops dar. Bild mit freundlicher Genehmigung des Instituts für Hochenergiephysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Das High Altitude Cosmic Ray Observatory (LHAASO) meines Landes spielte eine wichtige Rolle. Damit sammelten die Forscher in über 20 Minuten mehr als 60.000 Gammaphotonen und zeichneten zum ersten Mal den gesamten Prozess des Billionen-Elektronenvolt-Gammastrahlenausbruchs auf – eine Leistung, die der Menschheit noch nie zuvor gelungen war. Man kann sagen, dass das von chinesischen Wissenschaftlern geleitete Forschungsteam damit an die Spitze der astrophysikalischen Forschung gelangt ist.

„Wenn die Auswahlbedingungen auf das Minimum reduziert werden, kann die Anzahl der Photonen 100.000 erreichen!“ sagte Cha Min, einer der korrespondierenden Autoren des Artikels und Forscher am Institut für Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften. Verglichen mit anderen Versuchsgeräten im gleichen Energiebereich und sogar mit Geräten, die speziell für die Verfolgung von Gammastrahlenausbrüchen entwickelt wurden, lag die von ihnen gemessene Zahl von Photonen nur unter tausend, und sie maßen das Nachglühen erst mehr als 60 Sekunden nach der Explosion (was Nachglühen ist, wird weiter unten erklärt).

Ist es ein Zufall, dass die Erkennungsergebnisse von „Laso“ so gut sind?

Warum ist „Laso“ so großartig? Warum hat es dieses Mal die Führung übernommen? Dies ist eine Frage, die sich viele Menschen sofort stellen werden.

Lassen Sie uns diese Frage nun sorgfältig beantworten.

„Laso“ ist eine bedeutende nationale wissenschaftliche und technologische Infrastruktur, deren Kern die Beobachtung und Erforschung kosmischer Strahlung ist. Es liegt im Haizi-Berg, Kreis Daocheng, Provinz Sichuan, auf einer durchschnittlichen Höhe von 4.410 Metern. Es wurde unabhängig von chinesischen Wissenschaftlern entworfen, der Bau begann 2017 und wurde im Juli 2021 vollständig in Betrieb genommen.

Dabei handelt es sich um ein groß angelegtes Array zur Detektion kosmischer Strahlung: das 1 Quadratkilometer große bodengestützte Partikelschauer-Detektor-Array (KM2A), das aus 5.216 elektromagnetischen Partikeldetektoren und 1.188 Myonendetektoren besteht, das 78.000 Quadratmeter große Wasser-Tscherenkow-Detektor-Array (WCDA), das aus 3.120 Detektionseinheiten besteht, und das Weitwinkel-Tscherenkow-Teleskop-Array, das aus 18 Teleskopen besteht und eine Fläche von etwa 1,36 Quadratkilometern abdeckt.

„Laso“ ist derzeit das höchste, größte und empfindlichste Gerät zur Gammastrahlendetektion der Welt . Seine Mission besteht darin, kosmische Strahlung einzufangen, die aus dem Weltraum auf die Erde trifft. So können Wissenschaftler unbekannte Welten tief im Universum entdecken und das Rätsel um den Ursprung der kosmischen Strahlung lösen.

Warum wurde für den Bau des „Kabels“ eine so große Höhe gewählt? Da hochenergetische kosmische Strahlen und Gammastrahlen beim Eindringen in die Atmosphäre leicht absorbiert werden und die Luft in großen Höhen dünn ist, ist es durch den Bau von Observatorien einfacher, kosmische Strahlen und Gammastrahlen zu erkennen. Zudem ist die Detektion hier völlig unabhängig von Wetter- und Klimabedingungen und es kann eine kontinuierliche Detektion 24 Stunden am Tag durchgeführt werden.

Luftbild von „Cable“ bereitgestellt vom Institut für Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften

Viele Leute werden auch fragen, wie es kommt, dass die besten Ergebnisse bei der Erkennung des Nachglühens von GRB 221009A von „Lasso“ erzielt wurden? Ist das nicht zu zufällig?

Das ist kein Zufall. Die Tatsache, dass Laso dieses wissenschaftliche Forschungsfest, das direkt vor seiner Haustür stattfand, nicht verpasste, hängt auch größtenteils mit den leistungsstarken Beobachtungsfähigkeiten von Laso selbst zusammen.

Als GRB 221009A auftrat, führte der übermäßige Photonenfluss dazu, dass die Detektoren mehrerer internationaler Experimente gesättigt waren. Obwohl viele andere weltraum- und bodengestützte Beobachtungsgeräte auf der Erde GRB 221009A ebenfalls beobachteten, erzielten sie nicht den gleichen Beobachtungseffekt wie „Lasso“. Aufgrund des Einflusses der Atmosphäre sind Beobachtungen an manchen Observatorien in geringer Höhe sogar noch schwieriger. „Laso“ liegt in großer Höhe und ist ein neu gebautes Gerät zur Beobachtung kosmischer Strahlung. Im Vergleich zu ähnlichen Geräten auf der Welt verfügt es über leistungsstarke Erkennungsfunktionen.

Aufgrund seiner enormen Größe verfügt „Lazo“ auch über ein extrem weites „Sichtfeld“ bei der Erkennung kosmischer Strahlung. Cao Zhen, leitender Wissenschaftler des „LaCe“-Projekts und Forscher am Institut für Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, sagt: „Wenn es seine Augen öffnet, kann es ein Sechstel des Himmels sehen.“ Die Wahrscheinlichkeit, dass „Lasso“ Informationen aus den Tiefen des Universums einfängt, ist nicht allzu gering. Herkömmliche Gammastrahlenteleskope können jeweils nur einen Punkt oder einen Stern beobachten, daher ist die Wahrscheinlichkeit, den Jackpot zu knacken, natürlich viel geringer.

Da das „Kabel“ eine ausgezeichnete Empfindlichkeit aufweist, kann sogar ein einziges Photon erfasst werden, solange es in sein Sichtfeld gerät. Bisher verfügte der Mensch nicht über derart hochempfindliche bodengebundene Geräte zur Erkennung von Gammastrahlenausbrüchen, und auch Beobachtungsgeräte im gleichen Energiebereich im Ausland waren bisher nicht in der Lage, den gesamten Prozess von Gammastrahlenausbrüchen vollständig aufzuzeichnen. Dies ist auch das Besondere an den diesmal mit „Lasso“ erzielten hochwertigen Erkennungsergebnissen.

Es wird berichtet, dass die in diesem Artikel veröffentlichten Beobachtungsergebnisse hauptsächlich vom Wasser-Tscherenkow-Detektor-Array stammen. Der Detektor verwendet 360.000 Tonnen reines Wasser als Medium und misst die Sekundärprodukte der Bewegung und Wirkung von Gammastrahlen oder kosmischer Strahlung in der Atmosphäre mithilfe von 6.240 lichtempfindlichen Sonden unterschiedlicher Größe, die auf dem Grund des Wassers platziert sind, wie etwa niederenergetische Gammaphotonen, Positronen und Elektronen, die im Wasser Tscherenkow-Lichtsignale erzeugen.

Der Beobachtungsenergiebereich des Arrays für Gammastrahlen erstreckt sich über zwei Größenordnungen, mit präzisen Messmöglichkeiten zwischen 100 Milliarden Elektronenvolt und 10 Billionen Elektronenvolt. Darüber hinaus verfügt es über ein weites Sichtfeld und ist für jedes Wetter geeignet, was ihm hervorragende Vorteile bei der Beobachtung plötzlicher Himmelsphänomene wie Gammastrahlenausbrüche verschafft.

Wenn Gammastrahlen in die Atmosphäre eindringen, erzeugen sie viele Sekundärteilchen, ähnlich einem Teilchenschauer. Das Wasser-Tscherenkow-Detektor-Array von „Laso“ ist wie ein „Regensammelgerät“, das das ganze Jahr über funktioniert und den Regen auffangen kann.

„Laso“ beobachtete den Gammastrahlenausbruch GRB 221009A auf einem hohen Signifikanzniveau von mehr als dem 250-fachen der Standardabweichung. Bildquelle: Institut für Hochenergiephysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Obwohl Lasso nicht der erste war, der GRB 221009A entdeckte, verfügt es über die beste Hardware und erzielte die besten Beobachtungsergebnisse. Es zeichnete diesen mehrere hundert Sekunden dauernden Gammastrahlenausbruch von Anfang an präzise auf und erhielt vollständige und genaue Beobachtungsdaten. So sehr, dass der Direktor eines europäischen Gammastrahlen-Observatoriums Cao Zhen gegenüber scherzte: „Gott ist zu parteiisch!“

Ein simuliertes Bild des Augenblicks, in dem ein Gammastrahlenausbruch ein hochgelegenes Observatorium für kosmische Strahlung erreicht. Foto mit freundlicher Genehmigung von Liang Yans Team an der University of Science and Technology of China.

„Lasor“ lüftet das Geheimnis von GRB 221009A, dem hellsten Stern der Geschichte

GRB 221009A ist der bislang ungewöhnlichste Gammastrahlenausbruch. Verglichen mit zuvor entdeckten typischen Gammastrahlenausbrüchen ist er etwa 2,4 Milliarden Lichtjahre von der Erde entfernt und damit viel näher als andere Gammastrahlenausbrüche. Im Maßstab des Universums ist eine solche Entfernung von der Erde nicht allzu weit. Seine Helligkeit ist jedoch extrem hoch und bricht alle bisherigen Beobachtungsrekorde.

Sein „hellster“ Status hat wahrscheinlich viel mit seiner relativ geringen Entfernung zur Erde zu tun. Chinesische Wissenschaftler haben jedoch herausgefunden, dass es dafür noch andere Gründe gibt.

Wenn GRB 221009A auftritt, verschlingt er umgebende Materie durch extrem starke Schwerkraft und stößt Materie mit nahezu Lichtgeschwindigkeit von seinen Polen aus, wodurch ein Paar Jets in entgegengesetzte Richtungen entsteht. Nur wenn der Strahl zufällig auf die Erde gerichtet ist, besteht für den Menschen eine Chance, diese Strahlung zu registrieren.

Durch Forschungen gehen Wissenschaftler davon aus, dass die von „Laso“ beobachteten Gammaphotonen aus den Folgen der Hauptexplosion eines massereichen Sterns stammen. Die Hauptexplosion eines Gammastrahlenausbruchs, also die Stoßwelle oder Magnetfeldvernichtung (magnetische Rekonnexion) im Inneren des Jets, beschleunigt geladene Teilchen und erzeugt Gammastrahlung, auch als transiente Strahlung bekannt. Im Anfangsstadium handelt es sich um eine gewaltige Explosion, die sich als starke Gammastrahlung mit niedriger Energie manifestiert. Unmittelbar danach kollidiert der durch die erste Explosion entstandene Jet, der sich mit einer Geschwindigkeit nahe der Lichtgeschwindigkeit ausdehnt, mit dem umgebenden interstellaren Medium und erzeugt eine weitere Explosion, die auch als Nachglühen bezeichnet wird.

Lasso hat zum ersten Mal den gesamten Verlauf des Ereignisses GRB 221009A genau beobachtet und sehr wichtige und bahnbrechende Beobachtungen des frühesten Nachglühens des Gammastrahlenausbruchs im TeV-Energiebereich gemacht. Dabei wurden das schnelle Anwachsen und der schnelle Zerfall des Nachglühstrahlungsprozesses von GRB 221009A entdeckt und das gesamte Stadium der Verstärkung und des Zerfalls des Billionen-Elektronenvolt-Gammastrahlenflusses aufgezeichnet.

Darunter ist eine deutliche Wende in der Strömungsdämpfungsphase zu beobachten, und die Strömung nimmt rasch ab. Man kann davon ausgehen, dass es sich bei den Auswürfen dieser Explosion um eine strahlartige Struktur mit einem ungewöhnlich engen Strahlwinkel handelt. Es scheint sich um einen nadelartigen Strahl zu handeln, der von der Explosion ausgeht. Wenn sich der Strahlungswinkel zum Rand des Strahls hin erweitert, nimmt die Helligkeit schnell ab.

Berechnungen zeigen, dass der Strahlwinkel lediglich 0,8 Grad beträgt, was der kleinste bisher bekannte Strahlwinkel ist. Wie bei einem Sprinkler gilt: Je dünner der Strahl, desto weiter reicht er, und der gerade Strahl wird auf die Erde gerichtet.

Die Position von GRB 221009A im Sichtfeld von „Laso“ zum Zeitpunkt seines Ausbruchs. Foto mit freundlicher Genehmigung des Instituts für Hochenergiephysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Während der vorherigen Phase der Strömungsverstärkung wurde bei „Lasso“ erstmals auch das Phänomen der extrem schnellen Verstärkung beobachtet. In den ersten weniger als zwei Sekunden erhöhte sich der Durchfluss um mehr als das Hundertfache und übertraf damit die Erwartungen früherer theoretischer Modelle.

Die Beobachtungsergebnisse von „Laso“ zeigen auch diesmal, dass die Helligkeit der energiereichen Strahlung an einem Punkt weniger als 10 Minuten nach der Detonation plötzlich und rapide abnahm. Da dieser Helligkeitsübergang sehr früh erfolgte, bedeutet dies, dass „Laso“ tatsächlich den hellsten Kern eines typischen Jets beobachtet hat, der innen hell und außen dunkel ist.

„Gerade weil der Beobachter zufällig auf den hellsten Kern des Jets blickte, erklärt das natürlich, warum dieser Gammastrahlenausbruch der hellste in der Geschichte ist und warum solche Ereignisse extrem selten sind“, sagte Dai Zigao, Professor an der University of Science and Technology of China und einer der korrespondierenden Autoren des Artikels.

Gao He, Professor am Institut für Astronomie der Pädagogischen Universität Peking, kommentierte: „Zum ersten Mal hat Lasso eine vollständige Lichtkurve und ein Energiespektrum eines Gammastrahlenausbruchs im TeV-Bereich geliefert. Diese Beobachtung hat unser Verständnis des Strahlungsmechanismus und der Jetstruktur von Gammastrahlenausbrüchen erheblich erweitert.“

Yao Zhiguo, einer der korrespondierenden Autoren des Artikels und Forscher am Institut für Hochenergiephysik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, sagte, dass die diesmal veröffentlichten Beobachtungsergebnisse in der wissenschaftlichen Gemeinschaft eingehende Diskussionen über die Mechanismen der Energiezufuhr, der Photonenabsorption und der Teilchenbeschleunigung von Gammastrahlenausbrüchen auslösen werden.

Darüber hinaus übertraf die Anzahl der von Lasso während der 10 Minuten dieses Gammastrahlenausbruchs aufgezeichneten Photonen auch die Gesamtzahl der Beobachtungen des „Standardkerzen“-Krebsnebels in den letzten Jahren.

Zusammensetzung von Gammastrahlenausbrüchen, Bildquelle: Institut für Hochenergiephysik, Chinesische Akademie der Wissenschaften

Astronomen glauben, dass der neu entdeckte GRB 221009A die Geburt eines neuen Schwarzen Lochs darstellen könnte. Wenn sich ein Schwarzes Loch bildet, treibt es starke Teilchenstrahlen an. Diese Partikelstrahlen werden auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und passieren dann die Überreste des Vorgängersterns. Auf ihrem Weg in den Weltraum senden sie Röntgen- und Gammastrahlen aus. Wenn diese Jets grob auf die Erde gerichtet sind, können sie als helle Röntgen- und Gammastrahlenblitze erkannt werden.

Aus der Perspektive der wissenschaftlichen Erforschung ist diese Beobachtung von Lasso die erste Gelegenheit für den Menschen, den gesamten Prozess der hochenergetischen Strahlung eines Gammastrahlenausbruchs, der im Moment des Todes eines massereichen Sterns entsteht, genau zu messen. Cao Zhen sagte, dies sei das erste Mal, dass Menschen den gesamten Prozess eines Billionen-Elektronenvolt-Gammastrahlenausbruchs im Moment des Todes eines massereichen Sterns vollständig aufgezeichnet hätten. Dies werde das menschliche Verständnis des Strahlungsmechanismus von Gammastrahlenausbrüchen und Jetstrukturen erheblich erweitern.

Am 10. Mai dieses Jahres erhielt das „Kabel“ nach 8 Jahren Voruntersuchung und 4 Jahren Bauzeit die staatliche Abnahme und wurde offiziell in Betrieb genommen. Bereits vor der offiziellen Inbetriebnahme hatte „Lasso“ einen derart großen Beobachtungsdurchbruch erzielt, der die hervorragende Leistungsfähigkeit von „Lasso“ voll und ganz unter Beweis stellte.

Das Annahmekomitee ist der Ansicht, dass „Lasso“ durch die Fertigstellung und den Betrieb zu einer der drei wichtigsten internationalen Experimentalanlagen für Teilchenastrophysik geworden ist. Dies ist von großer Bedeutung für die Förderung bedeutender Durchbrüche auf diesem Gebiet und für die Weiterentwicklung hochmoderner interdisziplinärer Disziplinen sowie für die internationale Zusammenarbeit.

Als eines der größten experimentellen Geräte zur Untersuchung kosmischer Strahlung in den letzten 110 Jahren hat Lasso die Gamma-Astronomie-Forschung in ein neues Band geführt, das noch nie von Menschen beobachtet wurde. Tatsächlich hatte „Lazo“ bereits vor seiner vollständigen Fertigstellung ultrahochenergetische kosmische Teilchen mit einer Energie von über 1 PeV (Petaelektronenvolt, P ist 1015) entdeckt. In den nächsten zehn Jahren wird es in Zusammenarbeit mit anderen Weltraum- und Erdbeobachtungsgeräten in meinem Land und im Ausland Wissenschaftlern dabei helfen, das Geheimnis des Ursprungs der kosmischen Strahlung zu lüften.

Es gibt noch weitere Geheimnisse über Gammastrahlenausbrüche zu lüften

Auch die Explosion von GRB 221009A ist eine reiche Fundgrube für Forschungsarbeiten, und es gibt noch immer viele Fragen zu diesem Ereignis, die Forscher auf der ganzen Welt vor Rätsel stellen.

Basierend auf früheren Beobachtungen von Zehntausenden von Gammastrahlenausbrüchen haben Wissenschaftler ein scheinbar perfektes theoretisches Modell erstellt und glauben sogar fest daran. GRB 221009A machte den Wissenschaftlern klar, dass das zuvor aufgestellte theoretische Modell von Gammastrahlenausbrüchen noch immer unvollständig ist.

Einige ausländische Forscher waren überrascht, als sie feststellten, dass die Radiodaten zeigten, dass sich der Jet von GRB 221009A über einen längeren Zeitraum hinweg gleichmäßig und relativ langsam entwickelte und mit der Zeit allmählich verschwand. Dies war nicht mit dem bestehenden Modell vereinbar, das schnelle Energiesprünge aufwies, und konnte nicht erklärt werden.

Warum ist der Jet nach dem Ereignis GRB 221009A so schmal? Eine verlässliche Erklärung gibt es nicht. „Die Nachglühmodelle, die seit 25 Jahren funktionieren, können diesen Jet nicht vollständig erklären“, sagte Kate Alexander, Astronomin an der University of Arizona in Tucson.

Ist tatsächlich ein neues Schwarzes Loch entstanden?

Nach dem Ereignis GRB 221009A glaubten Wissenschaftler, dass es sich möglicherweise um eine Supernova handeln könnte, doch bislang wurden keine Spuren dieser Supernova gefunden und die Astronomen suchen noch immer danach. Astronomen benötigen außerdem mehr Assoziationssysteme für Gammastrahlenausbrüche und Supernovae, um die Entstehungsmechanismen von Gammastrahlenausbrüchen und Supernovae vollständig zu erforschen.

Einige Forscher glauben, dass, wenn die Verschmelzung von Neutronensternen (eine unwahrscheinliche Option) ausgeschlossen werden kann, das wahrscheinlichste Szenario darin besteht, dass das neu entstandene Schwarze Loch die durch die Explosion entstandenen Trümmer direkt verschluckt hat, wodurch die Supernova im Mutterleib erlosch. Für eine solche Vermutung sind jedoch noch zuverlässigere Beweise erforderlich.

Astronomen sagen, dass die Entdeckung von GRB 221009A ein Glücksfall für die Menschheit ist. Der spektakulärste Teil dieses Gammastrahlenausbruchs dauerte nur wenige hundert Sekunden. Für ein Universum, das Milliarden von Jahren misst, ist dies ein extrem kurzer Moment. Es ist das schönste „Feuerwerk“ im Universum . Obwohl wir seine Existenz mit bloßem Auge nicht erkennen können, wurde es von der klarsten „Kamera“ der Menschheit eingefangen. Ich hoffe, dass die Forschung darüber uns weitere Geheimnisse des Universums enthüllen kann.

Quellen:

https://svs.gsfc.nasa.gov/14227

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/nasa-s-swift-fermi-missions-detect-exclusional-cosmic-blast

http://www.ihep.cas.cn/xwdt2022/cmsm/2023/202303/t20230330_6720319.html

http://www.hnskxy.com/info/1006/4364.htm

http://www.ihep.cas.cn/lhaaso/zyxw/202306/t20230609_6775760.html

http://www.ihep.cas.cn/lhaaso/zyxw/202210/t20221018_6533180.html

Autor: Li Peng

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