Citlivost dvojice čerenkovských dalekohledů SST-1M na velmi vysokých energiích převyšuje všechny dosud existující čerenkovské zobrazovací teleskopy na světě. Tuto překvapivou novinku prezentoval Jakub Jurýšek na nedávné konferenci v Miláně. Spolu se svým týmem vyvíjí ve Fyzikálním ústavu software, který umožňuje stereoskopickou rekonstrukci pozorovaných spršek kosmického gama záření a následné zobrazení zdrojů těchto gama fotonů ve vesmíru.
Jaké jsou hlavní výhody SST-1M dalekohledů v České republice a proč jsou zaměřeny na studium zdrojů gama záření?
Teleskopy SST-1M pozorují především kosmické zdroje gama záření v naší Galaxii, které emitují velmi energetické fotony o energiích až do jednotek petaelektronvoltů, což je zhruba biliardkrát (milion miliard) větší energie než energie fotonů viditelného světla. Fyzikální procesy, které stojí za emisí tohoto energetického záření, stále nejsou uspokojivě popsány a nejspíše souvisí s původem rychlých nabitých částic galaktického kosmického záření, jejichž původ je obtížné určit přímo kvůli zakřivování jejich drah v magnetickém poli naší Galaxie. Citlivost dalekohledů SST-1M je optimalizovaná právě na studium galaktických zdrojů vysokoenergetického gama záření a můžou tak pomoci vyřešit tento dlouhotrvající problém astročásticové fyziky.
Na nedávné konferenci v Miláně jste prezentoval výsledky analýzy dat z teleskopů, které přinesly nečekané objevy. Co vás na těchto datech nejvíce překvapilo?
Na konferenci v Miláně jsem prezentoval výsledky našich pozorování právě jednoho potenciálního zdroje gama fotonů těch nejvyšších energií, který se nachází v blízkosti rentgenové mlhoviny Vážka, hostící rychle rotující neutronovou hvězdu. Obrázek objektu v gama oboru, který se nám podařilo zrekonstruovat, potvrdil neobyčejné úhlové rozlišení našich teleskopů, které nám umožní detailně prostudovat jemné struktury a detaily mlhoviny. Zároveň se ukázalo, že citlivost SST-1M dalekohledů na velmi vysokých energiích převyšuje všechny dosud existující čerenkovské zobrazovací teleskopy na světě. To pro nás bylo velkým překvapením, protože dalekohledy SST-1M jsou stále v testovacím provozu a lokalita ondřejovské observatoře není kvůli nedokonalým atmosférickým podmínkám ideální. Nicméně právě nízká nadmořská výška observatoře spolu s velkým zorným polem dalekohledů se ukázala být klíčovou výhodou pro studium nejenergetičtějších gama fotonů z vesmíru a my se teď můžeme pustit do fyzikální interpretace našich pozorování.
Co čeká oba ondřejovské dalekohledy v nejbližší budoucnosti?
Přestože jsme během stále probíhajícího testovacího provozu dalekohledů na ondřejovské observatoři dosáhli vynikajících výsledků a naše pozorování zaměřené především na galaktické zdroje kosmického gama záření pokračuje, dlouhodobě plánujeme přestěhování dalekohledů na vhodnější místo se stabilnějšími atmosférickými podmínkami a větším počtem jasných nocí. V současné době probíhají rozsáhlé studie, které mají za cíl srovnat možné budoucí lokality s ohledem na vědecký potenciál dalekohledů. Klíčové je zvážit optimální nadmořskou výšku budoucí observatoře. Vysoká nadmořská výška by měla za důsledek zlepšení citlivosti na nižších energiích a tím pádem rychlou detekci mnoha zajímavých zdrojů. Na druhou stranu nízká nadmořská výška observatoře zvyšuje citlivost na vysoké energie, které nesou ty nejzajímavější informace o kosmických částicových urychlovačích, ale za cenu nutné delší doby pozorování.
Od svého návratu do FZU z postdoktorandské stáže na Univerzitě v Ženevě v roce 2022 vede Ing. Mgr. Jakub Juryšek, Ph.D., mezinárodní skupinu zaměřenou na analýzu dat a kalibraci dalekohledů. Na projektu SST-1M se začal podílet už v roce 2018, kdy v rámci své disertační práce měl na starosti optimalizaci simulací spršek tak, aby přesně odpovídaly naměřeným datům.