Precies 30 jaar na de eerste historische waarneming van de Krabnevel bij TeV-energieën, die het tijdperk van de TeV-astronomie opende met de Imaging Atmospheric Cherenkov Technique (IACT), een andere vooruitgang in IACT-technologie is bereikt. De ASTRI-Horn Cherenkov-telescoop, gebaseerd op de innovatieve Schwarzschild-Couder dubbele spiegelconfiguratie en uitgerust met een innovatieve camera, voor het eerst de Krabnevel op TeV-energieën heeft gedetecteerd, de levensvatbaarheid van deze technologie aantonen.

In 1989, de allereerste detectie van de Krabnevel op TeV-energieën (ongeveer een biljoen keer de energie van zichtbaar licht) werd verkregen met de Whipple Telescope. Deze ontdekking was het begin van de TeV-astronomie, die, met zijn snelle groei, heeft geleid tot de detectie van ongeveer 200 gammastralingsbronnen van andere gronddetectoren zoals H.E.S.S., MAGIC en VERITAS en heeft de weg vrijgemaakt voor de volgende generatie:het Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO). Omdat gammastraling het aardoppervlak nooit bereikt, deze instrumenten gebruiken de Imaging Atmospheric Cherenkov Technique (IACT) om het bijproduct van de interactie van gammastraling met de atmosfeer te detecteren:Cherenkov-licht. De interactie produceert cascades van subatomaire deeltjes - deze zeer energetische deeltjes kunnen sneller reizen dan de lichtsnelheid, die een zwakke en extreem korte (in de orde van een miljardste van een seconde!) flits van blauwachtig licht veroorzaakt. Tsjerenkov-telescopen, vanaf het allereerste begin, zijn gebouwd volgens een typisch optisch ontwerp waarbij het licht wordt gereflecteerd door de spiegel van de telescoop om door de camera te worden opgevangen en vervolgens wordt omgezet in een elektrisch signaal dat wordt gedigitaliseerd en verzonden om het beeld van het licht op te nemen.

Het Italiaanse Nationale Instituut voor Astrofysica (INAF) leidt het ASTRI-project (Astrofisica con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana) gericht op het ontwerp, implementatie en implementatie van een nieuwe end-to-end prototype-telescoop die wordt voorgesteld voor de CTA Small-Sized Telescopes (SST's). Deze Cherenkov-telescoop, genaamd ASTRI-Horn (ter ere van Guido Horn d'Arturo, een Italiaanse astronoom die in de vorige eeuw voor het eerst de technologie van mozaïekspiegels voor astronomie voorstelde), neemt een breed (10°x10°) veld Schwarzschild-Couder dual-mirror optische configuratie aan en is uitgerust met een speciaal ontworpen, innovatieve Silicium photo-multiplier (SiPM) camera beheerd door zeer snelle uitleeselektronica. Het ASTRI-Horn-prototype, gelegen op de Etna (Italië) bij het observatiestation INAF "M.C. Fracastoro", is opgevat als een end-to-end project dat de volledige keten van gegevensarchivering en -verwerking omvat, van ruwe data tot en met wetenschappelijke eindproducten.

De waarnemingen van de Krabnevel werden uitgevoerd tussen december 2018 en januari 2019, tijdens de verificatiefase van de ASTRI-Horn-telescoop, voor een totale observatietijd van ongeveer 29 uur, verdeeld in on- en off-axis bronbelichting. Het camerasysteem werd nog beoordeeld, en de functionaliteit ervan werd niet volledig benut. Bovendien, als gevolg van recente uitbarstingen van de vulkaan Etna, de spiegelreflectie-efficiëntie werd gedeeltelijk verminderd. Ondanks dergelijke camera- en spiegelbeperkingen, waarnemingen leverden de detectie op van de Krabnevel met een statistische significantie van 5,4 s boven een energiedrempel van ongeveer 3,5 TeV, het definitief aftasten van de nieuwe technologieën en het openen van een nieuw tijdperk voor IACT.

"Het resultaat van ASTRI is een belangrijke mijlpaal voor de IACT-technologieën. Het toont aan dat de dubbele spiegelconfiguratie, eerst voorgesteld door de grote Duitse astrofysicus Karl Schwarzschild meer dan een eeuw geleden, presteert goed. Het is nu mogelijk om een ​​zeer groot gezichtsveld te bereiken met een veel compacter Cherenkov-telescoopontwerp, gemakkelijk zeer energetische kosmische gammastraling tot enkele honderden TeV waarnemen", zegt Giovanni Pareschi, astronoom bij INAF-Milano en hoofdonderzoeker van het ASTRI-project.

Er zijn drie klassen telescopen nodig om het volledige CTA-energiebereik (20 GeV tot 300 TeV) te dekken:middelgrote telescopen (schotel met een diameter van 12 m) dekken het kernenergiebereik van CTA (100 GeV tot 10 TeV), terwijl de grote telescopen (23 m) en kleine telescopen (4 m) of SST's zijn gepland om het energiebereik uit te breiden tot onder 100 GeV en boven een paar TeV, respectievelijk. De ASTRI-Horn-telescoop is een van de drie voorgestelde SST-ontwerpen die worden geprototypeerd en getest voor de array op het zuidelijk halfrond van CTA.

"CTA heeft de dual-mirror-technologie sinds het allereerste begin van het project onderzocht, en sommige prototypes zijn gerealiseerd met behulp van een dergelijke aanpak:de ASTRI-Horn en de GCT voor de SST en de SCT voor de middelgrote telescoop, " zegt Federico Ferrini, Directeur van het CTA Observatorium (CTAO). "Het resultaat van de ASTRI-Horn-telescoop is zeer bemoedigend en bevestigt het potentieel van technologische vooruitgang voor de Cherenkov-astronomie."