Astrofizycy z WFiIS w projekcie CTA

 

Animacja pokazująca jak emisja zaobserwowana przez LST zmienia się w trakcie obrotu pulsara Prawa autorskie: Rubén López-Coto; gif: Michael R. Gallis

 

Cherenkov Telescope Array (CTA) jest międzynarodowym projektem zbudowania największego i najbardziej czułego obserwatorium promieniowania gamma wykorzystującego ponad sto teleskopów czerenkowskich. Teleskopy będą umieszczone w dwóch lokalizacjach: na wyspie La Palma w Hiszpanii oraz na pustyni Atacama w Chile. Aby CTA było w stanie optymalnie badać szeroki zakres energii, będzie składać się z trzech rodzajów teleskopów (SST, MST i LST, odpowiednio Small-, Medium- i Large- Sized Teleskope). W projektowaniu oraz konstrukcji teleskopów bierze udział Współpraca CTA złożona z ponad półtora tysiąca członków z 31 krajów.

 

 

 

Rys. 2 Teleskop LST-1
Prawa autorskie: Tomohiro Inada
https://www.flickr.com/photos/cta_observatory/50018704248/in/dateposted/

LST, o 23-metrowej średnicy lustra jest największym z planowanych typów teleskopów i jest przeznaczony głównie do obserwacji najniższych energii które będzie badać CTA, czyli promieniowania dziesiątki-setki miliardów razy bardziej energetycznego niż światło widzialne. Współpraca LST składa się z 200 naukowców spośród 11 krajów. Prototypowy  teleskop, LST-1, został zainaugurowany  w październiku 2018 i przechodzi  proces optymalizacji parametrów obserwacji i oddawania do użytku. Na początku czerwca bieżącego roku LST1 przeszedł procedurę Krytycznego Przeglądu Projektu.

 

 

 

Pulsary są to szybko rotujące, bardzo gęste gwiazdy. Emitują one promieniowanie elektromagnetyczne w szerokim zakresie (od radiowego przez światło widzialne i rentgenowskie, aż do promieniowania gamma) w postaci dwóch wiązek omiatających przestrzeń podobnie do latarni morskiej. Emisja na Ziemi obserwowana jest w momentach w których wiązki zwrócone są w naszym kierunku, powodując charakterystyczne impulsy. Pulsary są trudne do wykrycia przez teleskopy czerenkowskie ze względu na to, że emitują jedynie w stosunkowo niskim zakresie energii. Dotychczas jedynie 4 pulsary zostały wykryte przez teleskopy czerenkowskie. Konstrukcja LST, w szczególności duża powierzchnia zwierciadła sprawia, że świetnie nadaje się on do badań pulsarów.

Rys. 1 Szerokopasmowy widok mgławicy otaczającej pulsar Kraba (jasna kropka w środku obrazu) Prawa autorskie: NASA, ESA, G. Dubner (IAFE, CONICET-University of Buenos Aires) i in.; A. Loll i in.; T. Temim i in.; F. Seward i in.; VLA/NRAO/AUI/ NSF; Chandra/ CXC; Spitzer/JPL-Caltech; XMM-Newton/ESA; Hubble/STScI

W styczniu i lutym 2020 teleskop LST-1, podczas technicznego zbierania danych, zwrócony był w kierunku pulsara Kraba. Analiza przeprowadzonych obserwacji pokazała wzmożoną emisję w momentach, gdy strumień promieniowania zwrócony jest w kierunku Ziemi. Wyniki te zostały po raz pierwszy pokazane na zdalnym spotkaniu Współpracy LST w czerwcu bieżącego roku. Wykrycie tej emisji, pokazuje, że teleskopy LST mogą być używane do badań pulsarów. Dane te są również bardzo istotne dla Współpracy LST, ponieważ mogą być użyte do optymalizacji działania teleskopu oraz rozwijania metod analizy danych odpowiednich dla słabych, niskoenergetycznych źródeł.

Polska jest jednym z krajów silnie zaangażowanych w projekt CTA. Kilkudziesięciu naukowców i inżynierów z 13 instytucji naukowych bierze udział w projektowaniu oraz budowie teleskopów, opracowaniu programu obserwacyjnego dla nich oraz wsparciu informatycznym przetwarzania danych.

Uniwersytet Łódzki reprezentuje w projekcie LST polskie konsorcjum CTA. Naukowcy z Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej UŁ zajmują się między innymi rozwijaniem metod analizy danych z teleskopów LST.

Więcej informacji

Materiał źródłowy: dr hab. Julian Sitarek, prof. UŁ (Katedra Astrofizyki WFiIS)
Koordynator Polskiego Konsorcjum CTA: Prof. Michał Ostrowski, UJ