science >> Wetenschap >  >> Astronomie

CTA prototype telescoop, de Schwarzschild-Couder-telescoop, bereikt het eerste licht

Krediet:Amy Oliver, Waarnemingscentrum Fred Lawrence Whipple, Centrum voor Astrofysica | Harvard &Smithsonian

Minder dan een week na de inhuldiging op 17 januari 2019, het prototype Schwarzschild-Couder-telescoop (pSCT), een prototype telescoop voorgesteld voor de Cherenkov Telescope Array (CTA), met succes zijn eerste Cherenkov-licht gedetecteerd op 23 januari in het Fred Lawrence Whipple Observatory in Arizona. Een middelgrote telescoop met dubbele spiegel, de SCT wordt voorgesteld om het midden van het energiebereik van CTA (80 GeV – 50 TeV) te bestrijken.

De week na de inauguratie, de camera werd voor het eerst bediend met de spiegels onbedekt tijdens een testrun bij inbedrijfstelling. Tijdens de eerste paar minuten van deze "first light" run op de avond van 23 januari, door kosmische straling geïnduceerde Cherenkov-luchtdouchegebeurtenissen werden geïdentificeerd in de ruwe, ongekalibreerde cameragegevens. De bijgevoegde video toont 50 nanoseconden van een enkele gebeurtenis waarin de ontwikkeling van de Cherenkov-luchtdouche door de camera wordt vastgelegd met een resolutie van één nanoseconde (tijd tussen videoframes).

Cherenkov-licht is het resultaat van een gammastraling of kosmische straling van een astrofysische bron die in wisselwerking staat met de atmosfeer van de aarde. De flits van blauwachtig licht duurt maar een paar miljardsten van een seconde en is extreem zwak. Gammastraling-telescoopcamera's zijn gevoelig voor deze zwakke flitsen. De pSCT-camera wordt geactiveerd wanneer meerdere aangrenzende pixels binnen enkele nanoseconden van elkaar licht detecteren. De camera heeft een modulair ontwerp, met 25 modules van elk 64 pixels. De centrale module is nog niet geïnstalleerd om een ​​laserstraal langs de centrale as te laten schijnen voor uitlijning van de telescoop, en een aangrenzende module werd uitgeschakeld tijdens de testrun. De pixelamplitudes zijn onbewerkt en niet gekalibreerd, maar de eerste resultaten zijn een belangrijke mijlpaal voor het SCT-team.

Deze video toont 50 nanoseconden van een enkele gebeurtenis waarin de ontwikkeling van de Cherenkov-luchtdouche door de camera wordt vastgelegd met een resolutie van één nanoseconde (tijd tussen videoframes). Krediet:pSCT-samenwerking

Het optische systeem met twee spiegels van de SCT verbetert de ontwerpen met één spiegel die traditioneel worden gebruikt in gammastraaltelescopen door de optische kwaliteit van hun gefocusseerde licht over een groot deel van de lucht drastisch te verbeteren en door het gebruik van compacte, zeer efficiënte fotosensoren in de telescoopcamera. De inbedrijfstelling van de pSCT gaat door in 2019, inclusief uitlijning van de spiegelpanelen van zowel de hoofd- als de secundaire spiegel, positionering van de camera ten opzichte van het brandvlak en kalibratie van de cameragegevens. Er loopt een project om het aantal pixels in de pSCT-camera met een factor zeven te vergroten om het brede gezichtsveld van de spiegels te evenaren.

CTA zal bestaan ​​uit 118 telescopen verdeeld over een zuidelijke array in Paranal, Chili en een noordelijke reeks op het eiland La Palma, Spanje. Drie klassen telescopen (Kleine-, Middelgrote en grote telescopen) zullen worden gebruikt om gammastralen te detecteren in het energiebereik van 20 GeV tot 300 TeV met een ongeveer tien keer hogere gevoeligheid in vergelijking met enig ander observatorium. Opmerkelijk vanwege de verbeterde hoekresolutie van gammastraling en de camera met zeer hoge resolutie (> 11, 000 pixels), de SCT wordt voorgesteld voor de middelgrote CTA-telescopen, die worden beschouwd als de "werkpaarden" van de arrays met 15 gepland voor de noordelijke site en 25 voor de zuidelijke site.