2019-05-14 22:23:01
ASTRI-Horn是首款采用双镜配置的Cherenkov望远镜 用于探测TeV能量下的蟹状星云

在TeV能量的蟹状星云的第一次历史观测开始30年之后,利用成像大气Cherenkov技术(IACT)打开了TeV天文学的时代,IACT技术的另一个进步已经实现。 ASTRI-Horn Cherenkov望远镜基于创新的Schwarzschild-Couder双镜配置并配备了创新型摄像机,首次以TeV能量探测到蟹状星云,证明了该技术的可行性。

1989年,Whipple望远镜首次探测到TeV能量的蟹状星云(约为可见光能量的万亿倍)。这一发现是TeV天文学的开始,随着其快速增长,它已经从其他地面探测器(如HESS,MAGIC和VERITAS)中探测到大约200个伽马射线源,并为下一代铺平了道路:切伦科夫望远镜阵列天文台(CTAO)。由于伽玛射线从未进入地球表面,因此这些仪器使用成像大气层Cherenkov技术(IACT)来检测伽马射线与大气相互作用的副产物:切伦科夫光。这种相互作用产生了一系列亚原子粒子 - 这些高能粒子可以比光速更快地传播,这会导致微弱的极短(十亿分之一秒!)闪烁的蓝光。 Cherenkov望远镜从一开始就按照典型的光学设计制造,其中光线从望远镜的镜子反射,被相机捕获,然后被转换成电信号,数字化并传输以记录图像。光。

意大利国家天体物理研究所(INAF)正在领导ASTRI(Astrofisica con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana)项目,该项目旨在设计,部署和实施为CTA Small-Sized提出的新型端到端原型望远镜望远镜(SSTs)。这款名为ASTRI-Horn的Cherenkov望远镜(为了纪念意大利天文学家Guido Horn d'Arturo,他在上个世纪首次提出用于天文学的镶嵌镜技术),正在采用宽幅(10°x10°)的Schwarzschild-Couder双镜光学配置,配备专门设计的创新硅光电倍增管(SiPM)相机,由非常快速的读出电子设备管理。 ASTRI-Horn原型位于埃特纳火山(意大利)INAF“MC Fracastoro”观测站,被认为是一个端到端项目,包括从原始数据到最终科学的完整数据存档和处理链。产品。

蟹鸟星云的观测是在2018年12月至2019年1月,在ASTRI-Horn望远镜验证阶段进行的,总观察时间约为29小时,分为轴上和轴外源曝光。相机系统仍在进行评估,其功能尚未得到充分利用。此外,由于最近埃特纳火山喷发,镜面反射效率有所降低。尽管存在这样的相机和镜子限制,但观测结果显示蟹状星云的检测具有高于约3.5 TeV能量阈值5.4s的统计显着性,最终探索新技术并开辟IACT的新时代。

“ASTRI获得的结果是IACT技术的一个重要里程碑。它证明了一个多世纪以前由伟大的德国天体物理学家Karl Schwarzschild提出的双镜面配置表现良好。现在可以实现具有更紧凑的Cherenkov望远镜设计的非常大的视野,可以轻松观察高达数百TeV的高能宇宙伽马射线“,INAF-Milano的天文学家,ASTRI项目的首席研究员Giovanni Pareschi说。

需要三类望远镜才能覆盖整个CTA能量范围(20 GeV至300 TeV):中型望远镜(12米直径碟形天线)将覆盖CTA的核心能量范围(100 GeV至10 TeV),而大型望远镜则需要(23米)和小型望远镜(4米)或SST计划将能量范围分别扩展到100 GeV以上和几TeV以上。 ASTRI-Horn望远镜是三种拟议的SST设计之一,为CTA的南半球阵列进行了原型设计和测试。

“从项目一开始,CTA一直在探索双镜技术,并且已经使用这种方法实现了一些原型:ASTRI-Horn和用于SST的GCT和用于中型望远镜的SCT,” CTA天文台(CTAO)常务董事Federico Ferrini说。 “ASTRI-Horn望远镜获得的结果非常令人鼓舞,证实了切伦科夫天文学技术进步的潜力。”

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