Prototyp teleskopu CTA - SST-1M úspěšně pohlédl na nebe

Ve čtvrtek 31. srpna 2017 při testování v Ústavu jaderné fyziky Polské akademie věd (IFJ-PAN) v Krakově zaznamenal prototyp dalekohledu SST-1M (plánovaná součást budoucí observatoře Cherenkov Telescope Array - CTA) první události s vysokoenergetickými fotony přilétajícími z vesmírných zdrojů. SST-1M je navržen jako jeden z malých teleskopů CTA (SST – Small-Sized Telescopes), který detekuje vysokoenergetické fotony s energiemi od 1 do 300 TeV (teraelektronvoltů).

Po instalaci polské mechaniky teleskopu a zrcadlových segmentů dodaných českými pracovišti a po adjustaci optického systému olomouckými odborníky byla na sklonku srpna v Krakově instalována kamera dodaná Univerzitou v Ženevě. Bylo třeba otestovat elektroniku a prověřit bezpečnost provozu teleskopu v podmínkách místní atmosféry s vysokou vlhkostí.

Na instalaci kamery se můžete podívat zde:
https://youtu.be/WJzN9poS-Bw

Prototyp teleskopu SST-1M před instalací kamery

V noci z 31. srpna na 1. září se operátoři v Ženevě dálkově připojili k ovládání dalekohledu a začali sledovat dva zdroje emitující fotony gama (dvě černé díry) pomocí digitální kamery teleskopu. Během několika vteřin byly nastaveny souřadnice prvního zdroje a teleskop se přesunul do směru pozorování. I přes světlo Měsíce a parazitní světlo z města bylo pomocí kamery pořízeno více než 5 milionů záznamů událostí a 330 GB dat za méně než 1,5 hodiny prvního testovacího provozu.

Jednu z mnoha prvních zachycených událostí můžete sledovat zde:
http://www.isdc.unige.ch/~lyard/FirstLight/FirstLight_slowHD.mov

"I když je stále potřeba dodatečné ladění a musí proběhnout další hodiny provozu před tím, než bude možné jasně posoudit skutečný výkon a schopnosti teleskopu SST-1M, je to důležitý milník pro náš projekt a jeho členy, kteří pět let tvrdě pracovali na designu a laboratorním testování, aby dosáhli tohoto úspěchu ," uvedla profesorka Teresa Montaruli, vedoucí projektu SST-1M.

Prototyp teleskopu SST-1M po instalaci kamery

Tým teleskopu SST-1M tvoří pracovníci 12 institucí z 5 zemí (Česká republika, Irsko, Polsko, Švýcarsko a Ukrajina). Projekt je veden Ženevskou univerzitou (vedoucí projektu prof. T. Montaruli, projektový manažer Dr. D. della Volpe, elektronika M. Heller). Kontrolu kvality zajišťuje je M. Stodulská, IFJ-PAN. Za systém optiky teleskopu je zodpovědný český partner (SLO FZÚ AV ČR a UP Olomouc, vedoucí pracovní skupiny optiky M. Pech). Polští partneři navrhli a postavili montáž teleskopu, její ovládání a plně digitální elektroniku kamery (vyvinutou především Ing. K. Zietarou). Český partner zajišťuje optiku teleskopu a mj. dodává a testuje zrcadlové segmenty. Švýcarští partneři navrhli a realizovali mechaniku kamery a detekční systém založený na nové technologii využívané v astronomii vysokoenergetických fotonů gama - silikonových fotonásobičích (SiPMs).

SST-1M je jedním z trojice navrhovaných teleskopů SST, které jsou konstruovány a testovány pro instalaci na jižní observatoři CTA. Využívá zrcadlovou plochu o průměru 4 m (ohnisková vzdálenost 5,6 m) sestavenou z šestiúhelníkových segmentů. Kamera teleskopu (na obrázku vpravo) využívá přibližně 1300 pixelů citlivých na světlo v ultrafialové oblasti (SiPMs s časovým rozlišením řádově 500 pikosekund) pro konverzi světla na elektrický signál, který je pak digitalizován a zaznamenán.

Teleskopů SST bude na CTA více než všech ostatních typů teleskopů. Budou rozmístěny na ploše několika čtverečních kilometrů na observatoři na jižní polokouli (Chile - Paranal). Vzhledem k tomu, že spršky sekundárních částic generované vysokoenergetickými fotony gama (energie v rozmezí několika TeV až 300 TeV) produkují velké množství čerenkovského světla, postačí vybudovat dalekohledy s malou zrcadlovou plochou. Velké množství teleskopů SST rozložené na velké ploše zajistí CTA schopnost detekovat záření gama s vysokými energiemi.

Česká účast na projektu SST-1M

Odborníci z České republiky, konkrétně z Fyzikálního ústavu AV ČR (FZÚ), Společné laboratoře optiky UP Olomouc a FZÚ AV ČR (SLO) a z Univerzity Karlovy, se podílejí na vývoji teleskopu SST-1M již od roku 2015. Český partner byl přizván na základě předchozích zkušeností s podobnými projekty (Pierre Auger Observatory, CAT, CELESTE aj.) ke spolupráci na designu, testování, optimalizaci a budování tohoto typu teleskopu. Mgr. Miroslav Pech, Ph.D., je vedoucím skupiny odpovědné za celou optickou část tohoto teleskopu. Český tým dodává velké zrcadlové segmenty (vyráběné v laboratořích SLO Olomouc). Jsou to hexagonální skleněné segmenty potažené tenkou reflexní vrstvou optimalizovanou na ultrafialovou oblast elektromagnetického spektra. V ČR se dále provádějí optické simulace, optimalizace, navrhují a vytvářejí se podpůrné systémy a metody pro správnou funkci teleskopu. Vyvíjejí se nové postupy adjustace a kontroly pozic a orientace jednotlivých zrcadlových segmentů. ČR se také podílí na vývoji pointace a kontroly stability celého optického systému.

Účast ČR je zajištěna MŠMT ČR v rámci projektu velkých infrastruktur LM2015046 a EU-MŠMT CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_013/0001403. Další projekt MŠMT ČR LTT17006 podporuje nyní probíhající vědecké analýzy prvních dat prototypu.