Масив черенковських телескопів

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук
Файл:Cherenkov Telescope Array logo.jpg
Логотип проекту CTA

Масив черенковських телескопів (англ. The Cherenkov Telescope Array, CTA) — інтернаціональний проект побудови наступного покоління наземних інструментів для дослідження космічного простору в діапазоні гамма-випромінювання від десятків ГеВ до понад 100 ТеВ. Обсерваторію пропонується зробити відкритою і доступною широкому співтовариству астрофізиків. Проект буде складатися з двох масивів атмосферних черенковських телескопів, одного у північній півкулі з акцентом на вивчення позагалактичних об'єктів найнижчих енергій, а другого в південній півкулі, який має покривати повний діапазон енергій та фокусуватися на галактичних джерелах. Програма CTA з фізики охоплює не тільки астрофізику високих енергій, але й космологію та фундаментальну фізику.

CTA намагається вдосконалити на порядок чутливість сучасного покоління IACT, таких як MAGIC, H.E.S.S. та VERITAS. Передбачається, що він буде складатися з десятків IACT з різноманітними розмірами дзеркал. Виробництво перших телескопів розпочали 2013 року. CTA розробляє та будує міжнародне співтовариство вчених за ініціативою європейских інстітуцій. Цей проект внесено в довгостроковий план Європейського Форуму Стратегії Наукових Інфраструктур (European Strategy Forum on Research Infrastructures, ESFRI), Європейської Мережі Фізики Астрочастинок (European Astroparticle Physics) ASPERA та Мережі Європейської Астрофізики ASTRONET.

Увесь проект, що включає 19-тарілочний масив у північній півкулі та 99-тарілочний масив у південній півкулі, коштуватиме приблизно €200 мільонів євро (або $277 мільйонів доларів США).[1]

Передумови створення[ред.ред. код]

Поточні знання про високі енергії нетеплового Всесвіту в режимі енергій ТеВ переважно базуються на спостереженнях наземних інструментів. Перше джерело ТеВ гамма-променів (Crab Nebula) виявили 1989 року — менше ніж 20 років тому. Між тим, результати останніх поколінь телескопів показали, що небо багате на різні класи об'єктів, які випромінюють гамма-промені у цьому енергетичному режимі. Більш ніж 80 ТеВ-джерел відомі на сьогодні. Більшість з цих джерел було виявлено протягом останніх декількох років за допомогою: HESS (стереоскопічна система візуалізації атмосферних телескопів Черенкова), телескопа MAGIC, телескопів CANGAROO тощо. Обстеження H.E.S.S. центральної частини нашої галактики показало велику кількість нових джерел. Більшість джерел правдоподібно асоціаційовані з вже відомими об'єктами, такими як, наприклад, залишки наднових і пульсарів, які також є видимими в інших діапазонах довжин хвиль. Проте, новий клас «темних джерел» також було виявлено, що досі не бачили в інших енергетичних діапазонах. Ці джерела можуть бути ключем до вирішення загадки походження галактичних космічних променів. Відкриття двох ТеВ-гамма-випромінюючих рентгенівських подвійних Гесса і MAGIC дало можливість вивчати фізику дуже компактних об'єктів сонячної маси (нейтронних зірок або чорних дір), як частин в цих подвійних системах. Були виявлені позагалактичні джерела на відстанях до трьох мільярдів світлових років.

Вражаючі досягнення фізики, отримані за допомогою цих інструментів ініціювали європейських астрофізиків побудувати наземні гамма-обсерваторії ГТС. Перша нарада відбулася в Берліні 4-5 травня 2006 року. З початку 2008 року консорціум CTA проводить дослідження з метою оптимізації продуктивності майбутньої обсерваторії і вивчає можливі шляхи реалізації проекту.

Призначення[ред.ред. код]

Масив черенковских телескопів (МЧТ) буде складатися з двох частин: масив південної півкулі, що буде покривати енергетичний діапазон від 10 Гэв до порядку 100 Тэв, і масив північної півкулі, що буде працювати в низькому енергетичному діапазоні (від 10 Гэв до 1 Тэв).В південній частині обсерваторії більше уваги будуть приділяти глибокому дослідженню галактичних джерел, а в північній — для спостереження північних позагалактичних об'єктів. Кожна частина буде мати власний сайт, але керувати буде один консорціум. Більшу частину часу телескоп буде відкритий для всього астрофізичного співтовариства. Отримані результати спостережень будуть спочатку корегувати фахівці, а потім їх будуть публікувати для загальної обробки.

Масив черенковських телескопів в уяві художника (Г. Перез, 2011)
Прототип 12-метрового телескопа CTA в процесі побудови; Берлін, Німеччина, март 2013

Останніми роками наземна гамма-астрономія зробила значний прорив зі значними астрофізичними результатами, отриманими, головним чином за допомогою таких сучасних інструментів, як CANGAROO, H.E.S.S., MAGIC, MILAGRO і VERITAS. Ці спостереження дають неоціненний внесок не тільки в розвиток астрофізики, але й у фізику елементарних частинок та космологію. При одночасному перегляді неба за допомогою двох телескопів H.E.S.S. і MAGIC стало можливим вивчення об'єктів сонячних мас. На основі отриманих спектрів далеких джерел можна робити висновки про величину магнітного поля й структуру речовини в тих областях. Головною метою гамма-астрономії є розуміння процесу прискорення елементарних часток. Тому, за задумами творців проекту Масиву черенковских телескопів, він також буде працювати в кооперації з іншими великими гамма-телескопами.

Основними напрямками роботи масиву буде дослідження походження космічний променів, вивчення природи й розмаїття їх прискорювачів, темної матерії та чорних дір.

Особливості проекту[ред.ред. код]

МЧТ буде відрізнятися від своїх попередників поліпшеної на порядок чутливістю, збільшеним полем зору та кутовою роздільною здатністю. Всі ці характеристики дадуть можливість ототожнювати морфологічні особливості спостережуваних об'єктів. Точної конструкції МЧТ ще не розроблено, але вже відомо, що він буде складатися з декількох 12- ти метрових телескопів, розташованих по периметру, і 3 — 4 метрових ширококутних телескопів. Одними з важливих завдань, що постали зараз перед організатороми комплексу інструментів такого рівня, — є оснащення його електронікою із прецезійною точністю порядка наносекунд і фотопомножувачами з високою квантовою ефективністю.

При сприянні консорціуму була створена МЧТ — Віртуальна Організація (CTA-Virtual Organisation) у рамках проекту EGEE (Enabling Grids for E- Scienc), фінансованого Європейським союзом. На її основі будуть проводитися популяризаторські заходи, як серед студентів, так і серед людей, далеких від астрономії.

Точних місць побудови гамма-телескопів поки що не оприлюднено, але орієнтовною датою початку будівлі називають 2011 або 2012 рік.

Інші наземні черенковські гамма-телескопи[ред.ред. код]

Джерела[ред.ред. код]

  • "Panel homes in on sites for γ-ray detector". Nature - international weekly journal of science. 17 April 2014. Archived from the original on 30 April 2013. Retrieved 30 April 2014.