Вселенная сегодня


Новости космоса и астрономии



Всемирное координированное время (UTC): Вторник, 25.07.2017, 11:43

Вселенная Сегодня » 2016 » Ноябрь » 15 » Новый прототип черенковского телескопа

15.11.2016
Новый прототип черенковского телескопа
Автор: Matt Williams

Прототип Массива Черенковских Телескопов, расположенный в Серра-Ла-Наве, наблюдательной станции на вулкане Этна, Сицилия. Предоставлено: cta-observatory.org.

В 2013 году был основан Массив Черенковских Телескопов (Cherenkov Telescope Array) с целью построения крупнейшей в мире обсерватории, наиболее чувствительной к высокоэнергетическому гамма-излучению. Состоящая из более 1350 учёных из 210 исследовательских институтов в 32 странах, эта обсерватория будет использовать 100 телескопов в северном и южном полушариях для исследования Вселенной высоких энергий.


Итог всех их усилий - это прототип двухзеркального телескопа Шварцшильда-Кудера, известный как Astrofisica con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana (ASTRI). Поскольку он был создан в 2014 году, этот прототип проходит испытания на станции наблюдения Серра-Ла-Наве на вулкане Этна, Сицилия. И по состоянию на октябрь 2016 года, он прошёл самое главное испытание на сегодняшний день, демонстрируя непрерывную функцию рассеяния точки по всему полю зрения.

Телескоп ASTRI является, по сути, революционным видом Атмосферных Черенковских Телескопов (IACT). Эти наземные телескопы используются астрономами для обнаружения космических гамма-лучей высоких энергий. Эти гамма-лучи создаются в самых энергичных объектах во Вселенной (то есть пульсарах, сверхновых, регионах вокруг чёрных дыр) и обнаруживаются только из-за черенковского эффекта, которому они подвергаются, как только попадают в нашу атмосферу.

Телескоп IACT в обсерватории Уиппла на горе Хопкинса в Аризоне, США. Предоставлено: magic.mpp.mpg.de.

Этот эффект бывает, когда частицы света достигают скоростей больше фазовой скорости света в конкретной среде. В этом случае эффект создаётся, когда частицы света приходят из вакуума космоса в воздух, временно превышая скорость света в воздухе и производя свечение в синем и ультрафиолетовом диапазоне спектра. В случае гамма-лучей высоких энергий косвенные наблюдения этого черенковского излучения являются единственным способом их обнаружить.

Как правило, телескопы Черенкова используют зеркало для сбора света и фокусировки его на камеру. Телескоп ASTRI - нечто совсем иное в том, что он основан на модели Шварцшильда-Кудера. Как сообщает астроном INAF-Брерской Астрономической Обсерватории и научный руководитель проекта ASTRI, Джованни Парески:

"Телескоп ASTRI впервые базируется на конфигурации двухзеркальной визуализации (хотя в целом телескопы Черенкова работают с одним зеркалом, то есть просто большое главное зеркало с камерой, установленной в ньютоновское фокусе (прямом фокусе) и число f близко к 1). ASTRI - это прототип Массива Черенковских Телескопов малого размера. Он призван обнаруживать гамма-лучи высоких энергий (до 100 ТэВ). Для того, чтобы работать должным образом, этот субмассив должен включать в себя большое телескопов (70 единиц) с расстоянием друг от друга в 250 метров и с большим полем зрения (10 х 10 кв. градусов) с постоянным угловым разрешением в несколько угловых минут по всему полю зрения."

Идея такого телескопа была впервые предложена в 1905 году немецким астрономом Карлом Шварцшильдом, но оставалась бездействующей целое столетие, поскольку была признана слишком сложной и дорогой. Пока в 2007 году её ни посчитали действенным средством создания нового типа телескопов IACT. И в 2014 году INAF-Брерская Астрономическая Обсерватория ввела в эксплуатацию первый в своём роде телескоп данного вида.

Полярная Звезда, наблюдаемая ASTRI с разными смещениями от оптической оси телескопа. Предоставлено: Enrico Giro/Rodolfo Canestrari/Salvo Scuderi/Giorgia Sironi/INAF.

"Мы впервые адаптировали два зеркала на основе конфигурации Шварцшильда-Кудера, что никогда не реализовывали прежде (и для телескопов, работающих в видимом диапазоне)", добавил Парески. "Эта конфигурация позволяет нам оптимизировать угловое разрешение по полю зрения и использовать камеры фокальной плоскости малого размера (благодаря этому свойству, мы могли бы использовать новые твердотельные технологии, основанные кремниевых фотоумножителях вместо "старых" классических фотоумножителей, используемых до сих пор в черенковой астрономии)".

Эти преимущества и прогресс, к которому они привели, сделают телескоп ASTRI приблизительно в 10 раз более чувствительным, чем существующие телескопы. И с последним испытанием, которое демонстрирует непрерывную функцию рассеивания точки в несколько угловых минут над большим полем зрения в 10 градусов, у команды теперь есть доказательство, что всё работает. Как объяснил Парески:

"Испытание впервые продемонстрировало, что телескоп, базирующийся на конфигурации Шварцшильда-Кудера, работает правильно, и что двухзеркальную конфигурацию адаптировать для создания телескопов Черенкова для гамма-астрономии. Помимо этого, все характеристики прототипа ASTRI были полностью описаны и проверены с оптико-механической точки зрения, демонстрируя, что теперь мы можем приступить к строительству телескопов малого размера для массива на основе проекта ASTRI".

С этим важным испытанием команда учёных надеется провести следующие месяцы в подготовке телескопа, которая будет включать в себя установку камеры Черенкова в прототип и испытание её характеристик. Затем они начнут строить первую группу телескопов ASTRI для создания минимассива, который будет служить в качестве прекурсора для запланированного субмассива CTA (его планируется построить в Чили).

Иллюстрация гамма-всплеска. Предоставлено: ESO/A. Roquette.

После того, как камеру испытают и установят, команда ASTRI проведёт свои первые наблюдения гамма-лучей высоких энергий. Эти наблюдения позволят учёным определить направление фотонов гамма-лучей, приходящих от астрономических источников, таких как нейтронные звёзды, пульсары, сверхновые и чёрные дыры, отслеживая их обратно к соответствующим источникам.

И с запланированным строительством 100 таких телескопов в северном и южном полушариях, Массив Черенковских Телескопов будет больше всех других телескопов в мире. Широкое покрытие и большое число этих телескопов, разбросанных на обширной территории, повысят шансы астрономов обнаруживать гамма-лучи высоких энергий, когда те проходят в нашу атмосферу.


Название прочитанной вами статьи "Новый прототип черенковского телескопа".

Похожие статьи:
Категория: События | Просмотров: 478 | Теги: Телескопы | Рейтинг: 0.0/0
Читайте также:
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]