Prototyp małego teleskopu CTA już w Instytucie Fizyki Jądrowej w Krakowie

Ostatnie minuty pracy nad montażem konstrukcji prototypu małego teleskopu CTA w IFJ PAN.
Fot: Alicja Wierzcholska


W piątek 29 listopada w Instytucie Fizyki Jądrowej Polskiej Akademii Nauk w Krakowie stanął prototyp konstrukcji małego teleskopu projektu CTA.

Na świecie pracują aktualnie trzy główne obserwatoria wykorzystujące teleskopy Czerenkowa jako metodę pośredniej detekcji promieniowania gamma najwyższych energii (ang. Imaging Air Cherenkov Telescopes, IACTs): działający w Namibii H.E.S.S.II (ang. High Energy Stereoscopic System), na La Palmie MAGIC II (ang. Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov Telescopes) oraz w stanie Arizona w Stanach Zjednoczonych VERITAS (ang. Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System). W ramach każdego z projektów działa od 2 do 5 teleskopów Czerenkowa.

Dotychczasowe wyniki uzyskane przez wspomniane instrumenty stanowiły silną motywację do podjęcia zadania budowy kolejnego narzędzia, służącego do obserwacji wysokoenergetycznych fotonów gamma przy wykorzystaniu techniki detekcji promieniowania Czerenkowa. W rezultacie kolejnym potężnym, międzynarodowym obserwatorium w tym zakresie widma elektromagnetycznego będzie CTA (ang. The Cherenkov Telescope Array). W ramach projektu mają powstać dwa olbrzymie naziemne obserwatoria promieniowania gamma wysokich i najwyższych energii, zlokalizowane na obu półkulach – mają być obserwowane fotony gamma w zakresie od około 20 GeV do znacznie ponad 100 TeV.

Co ważne, dolny zakres energetyczny instrumentu zachodzi na obszar, w którym prowadzone są satelitarne obserwacje promieniowania gamma, obecnie przez satelitę Fermi.

Będzie to pierwsze tak duże obserwatorium dostępne dla szerokiej społeczności astronomów i astrofizyków. Pracujące teraz instrumenty H.E.S.S.II, MAGIC II oraz VERITAS nie są dostępne dla szerokiej społeczności naukowców, obserwacje proponowane i prowadzone są głównie przez badaczy pracujących w ramach zespołów naukowców związanych z konkretnym projektem.

Obserwatorium CTA będzie miało swoje dwie części, na południowej i na północnej półkuli Ziemi, tak aby obszar obserwacyjny mógł objąć całe niebo.

W ramach projektu obserwacje będą prowadzone przy wykorzystaniu w sumie ponad 100 teleskopów Czerenkowa. Dla pokrycia obserwacyjnego całego planowanego zakresu energii zostaną zbudowane teleskopy w 3 różnych rozmiarach, duża liczba "małych" teleskopów o średnicy zwierciadła 4 m w obserwatorium południowym, a w obu obserwatoriach po kilkanaście "średnich" teleskopów o średnicach 12 m i kilka wielkich o średnicy zwierciadła 24 m.

Największym wyzwaniem dla naukowców stanowi zakres najwyższych energii, obejmujący obserwacje fotonów o energiach powyżej około 10 TeV. W tym przypadku ograniczeniem obserwacyjnym jest znacznie mniejszy strumień fotonów w porównaniu z obserwacjami w niższych energiach. Dlatego zaprojektowany zespół teleskopów musi pokryć powierzchnię kilku kilometrów kwadratowych, aby znacząco poprawić czułość w porównaniu z dotychczas działającymi instrumentami. Obserwacje w tym zakresie prowadzone prowadzone będą przez tzw. „małe” teleskopy określane w projekcie jako small-sized telescopes (SSTs).

W ramach współpracy z naukowcami i inżynierami ze Szwajcarii z Uniwersytetu w Genewie, Polska buduje dla CTA prototyp małego teleskopu Czerenkowa opartego na jedno-zwierciadłowej strukturze Davis-Cottona. Zespół konstruktorów z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN opracował projekt konstrukcji i rozpoczął budowę prototypu struktury mechanicznej oraz napędu takiego teleskopu o ogniskowej 5,6 m, średnicy czaszy 4 m i polu widzenia kamery 9 stopni.

29 listopada w Instrytucie Fizyki Jądrowej w Krakowie stanęła struktura mechaniczna prototypu małego teleskopu dla Obserwatorium CTA. Teleskop został zmontowany przez pracowników zakładu Ponar-Żywiec, gdzie prototyp został też wykonany i pomalowany. Pierwsze testy funkcjonalności urządzanie miały miejsce zaraz po zmontowaniu konstrukcji. Zanim możliwe będą jednak pierwsze testowe obserwacje astronomiczne, prototyp teleskopu musi zostać jeszcze uzupełniony o kamerę i lustra, nad którymi prowadzone są aktywnie prace. Wstępne testy konstrukcji teleskopu przebiegły pozytywnie i po ich zakończeniu elektronika instrumentu została odłączona, aby kontynuować prace nad mechanizmem sterowaniem.

Postawienie konstrukcji małego teleskopu jest kolejnym wielkim krokiem naprzód w projekcie CTA, który osiągnięto dzięki wysiłkowi polskich naukowców i inżynierów przy współpracy z Uniwersytetem w Genewie.


Alicja Wierzcholska

Liczba odsłon: 2318


Prototyp konstrukcji małego teleskopu CTA. Zdjęcie: Alicja Wierzcholska



Prototyp konstrukcji małego teleskopu CTA „patrzący” w niebo.
Fot. Alicja Wierzcholska