
目前在加那利群岛拉帕尔马岛度假的人可能已经见过它们:四面由无数小镜面组成、仰望天空的巨型镜子。它们未来将在约2400米高的罗克德洛斯穆恰乔斯山山脊上,搜寻来自遥远星系的的高能伽马射线。名为“LST子阵列”的这一设施现已正式落成。
Wer derzeit auf der kanarischen Insel La Palma urlaubt, hat sie womöglich bereits gesehen: vier riesige, aus zahlreichen Facetten bestehende Spiegel, die in den Himmel blicken. Auf dem Gipfelkamm des Roque de los Muchachos, in rund 2400 Meter Höhe, sollen sie künftig nach hochenergetischer Gammastrahlung aus fernen Galaxien suchen. Jetzt ist die »LST Subarray« genannte Anlage offiziell eingeweiht worden.
马克斯·普朗克物理研究所的马萨比罗·特希马解释称,其竣工是“超过15年的国际合作和技术创新的高潮”。“这些望远镜将使我们能够探索宇宙中最极端的一些环境,包括超大质量黑洞、中子星、宇宙射线的起源以及暗物质的本质。”误报揭示来自太空的辐射 那么这些镜子现在究竟为什么立在那里呢?这要归功于一次偶然发现——更准确地说是一次误报:上世纪六十年代,美军曾用多颗卫星搜寻大气中违禁核试验的痕迹,这类试验会通过伽马射线暴露出来。
Ihre Fertigstellung sei »der Höhepunkt von mehr als 15 Jahren internationaler Zusammenarbeit und technologischer Innovation«, erklärte Masahiro Teshima vom Max-Planck-Institut für Physik. »Diese Teleskope werden es uns ermöglichen, einige der extremsten Umgebungen im Universum zu erforschen, darunter supermassereiche schwarze Löcher, Neutronensterne, die Ursprünge der kosmischen Strahlung und die Natur der Dunklen Materie.« Fehlalarm enthüllt Strahlung aus dem Weltall Doch warum genau stehen die Spiegel jetzt überhaupt dort? Zu verdanken ist das einem Zufallsfund – genauer gesagt einem Fehlalarm: Mit mehreren Satelliten suchte das amerikanische Militär in den Sechzigerjahren nach Spuren verbotener Atomtests in der Atmosphäre, die sich durch Gammastrahlen verraten würden.
1967年7月2日,其中两颗卫星记录到了一次强烈的伽马射线暴。但数据与原子弹并不相符:事实证明,辐射并非来自大气层,而是来自太空。
Am 2. Juli 1967 registrierten zwei der Satelliten einen starken Gamma-Blitz. Doch die Daten passten nicht zu einer Atombombe: Die Strahlung kam, wie sich zeigte, nicht aus der Atmosphäre, sondern aus dem Weltall.
罗克德洛斯穆恰乔斯天文台 照片:Christian Ditsch / IMAGO 从地面上观测宇宙伽马射线十分困难。因为当伽马射线撞击大气层分子时,早在50公里高空就会引发一场由带电粒子组成的巨大粒子簇射。些电子和正电子继续以几乎不受阻碍的光速穿过地球大气层。就产生了一种奇异的现象。
Observatorien auf dem Roque de los Muchachos Foto: Christian Ditsch / IMAGO Vom Erdboden aus ist die kosmische Gammastrahlung schwierig zu beobachten. Denn wenn Gammastrahlung auf die Moleküle der Atmosphäre trifft, löst sie bereits in 50 Kilometer Höhe einen gewaltigen Schauer aus elektrisch geladenen Teilchen aus. Diese Elektronen und Positronen sausen weiter nahezu ungebremst mit Lichtgeschwindigkeit durch die Lufthülle der Erde. Dadurch kommt es zu einem seltsamen Phänomen.

虽然光在宇宙真空中的速度约为每秒3万公里,但在空气中要稍慢一些——在海平面上每秒慢约90公里。因此,电子和正电子在穿过大气层时的速度比光速还要快。导致了一种类似光学“音爆”的现象,即一种微弱的蓝光,以其发现者帕维尔·切伦科夫的名字命名。天文学家正试图用他们的大型望远镜捕捉这种切伦科夫光。
Während die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum des Weltalls rund 300.000 Kilometer pro Sekunde beträgt, ist sie in der Luft etwas geringer – auf Meereshöhe um etwa 90 Kilometer pro Sekunde. So bewegen sich die Elektronen und Positronen mit einer höheren Geschwindigkeit als das Licht durch die Atmosphäre. Das führt zu einer Art optischen »Überschallknall« , einem schwachen blauen Leuchten, benannt nach seinem Entdecker Pawel Tscherenkow. Dieses Tscherenkow-Licht versuchen die Astronomen mit ihren großen Spiegeln aufzufangen.
镜面特写 从不同角度用多台望远镜进行观测,使研究人员能够准确测定原始伽马射线的能量及其来源方向。样,科学家们或许就能弄清楚这些射线来自哪些物体以及它们是如何形成的。
Nahaufnahme der Spiegel Die Beobachtung mit mehreren Teleskopen aus unterschiedlichen Blickwinkeln macht es den Forschenden möglich, die Energie der ursprünglichen Gammastrahlung und die Richtung, aus der sie gekommen ist, genau zu bestimmen. So können die Wissenschaftler möglicherweise herausfinden, von welchen Objekten die Strahlung kommt und wie sie entstanden ist.

来自80亿光年外的信号 拉帕尔马岛上的四架伽马射线望远镜每架高23米,由198块相同的六边形镜面组成。
Ein Signal aus acht Milliarden Lichtjahren Entfernung Die vier Gamma-Teleskope auf La Palma sind jeweils 23 Meter groß und bestehen aus 198 identischen, sechseckigen Spiegelfacetten.
作为对这种新型建造概念的测试,第一架望远镜早在2018年就投入了运营,并立即被证明非常成功。仪器通过探测来自80亿光年外星系的伽马射线,创下了新纪录。不过,此次在拉帕尔马岛落成的设施并非孤立存在。它是切伦科夫望远镜阵列天文台CTAO的第一部分,该天文台计划到2030年扩建总计64架望远镜,成为世界上最大、最敏感的地面高能伽马射线天文台。
Als Test für das neuartige Baukonzept ging bereits 2018 das erste der Teleskope in Betrieb und erwies sich sofort als sehr erfolgreich. So stellte das Instrument mit dem Nachweis von Gammastrahlung aus einer acht Milliarden Lichtjahre entfernten Galaxie einen neuen Rekord auf. Die jetzt eingeweihte Anlage auf La Palma steht aber nicht allein da. Sie ist der erste Teil des Cherenkov Telescope Array Observatory CTAO, das bis 2030 mit insgesamt 64 Teleskopen zum weltweit größten und empfindlichsten bodengebundenen Observatorium für hochenergetische Gammastrahlung ausgebaut werden soll.
为了能够观测整个天空,CTAO除了拉帕尔马岛外,还在智利阿塔卡马沙漠拥有第二个选址。从那里,研究人员还可以看到我们银河系的中心,那里有大量发射伽马射线的中子星和黑洞。
Um den ganzen Himmel beobachten zu können, hat das CTAO neben La Palma einen zweiten Standort in der Atacama-Wüste in Chile. Von dort haben die Forscher auch einen Blick auf das Zentrum unserer Milchstraße, in dem es besonders viele Neutronensterne und schwarze Löcher gibt, die Gammastrahlen aussenden.
几年内可能会有10万颗卫星环绕地球运行。天文学家已经担心许多天体观测将变得不可能,有些人甚至看到“我们身份最后的所在之一”受到威胁。点击此处阅读更多:属于谁的天空?
In wenigen Jahren könnten 100.000 Satelliten die Erde umkreisen. Astronomen fürchten schon jetzt, dass viele Himmelsbeobachtungen unmöglich werden, manche sehen gar »einen der letzten Orte unserer Identität« in Gefahr. Lesen Sie hier mehr: Wem gehört der Himmel?