| VERITAS | |
|---|---|
| VERITAS - pole čtyř dalekohledů | |
| Typ | gama dalekohled a astronomická observatoř |
| Umístění | Arizona |
| Souřadnice | 31°40′30″ s. sh. 110°57′07″ Z e. |
| Výška | 1268 m |
| Počáteční datum | 1. února 2005 a dubna 2007 |
| Průměr | 12 m |
| Úhlové rozlišení | 0,0017 rad |
| Efektivní oblast |
|
| webová stránka | veritas.sao.arizona.edu _ |
| Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
VERITAS ( Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System ) je pozemní dalekohledový komplex sestávající ze čtyř 12metrových optických odrazných dalekohledů . Používá se v astronomii gama záření v rozsahu energií fotonů v řádu GeV - TeV. VERITAS používá Čerenkovovy dalekohledy k detekci gama záření pomocí pozorování vzduchových sprch způsobených tímto zářením. Konstrukce dalekohledů je založena na 10metrovém gama dalekohledu Whipple Observatory a skládá se z řady Čerenkovových dalekohledů rozmístěných tak, aby poskytovaly co největší mobilitu a poskytovaly nejvyšší citlivost v energetickém rozsahu od 50 GeV až 50 TeV. Observatoř doplňuje Fermiho gama kosmický dalekohled s velkou oblastí sběru dat a širším rozsahem detekovaných energií částic. Stavba observatoře byla dokončena v roce 2007.
VERITAS je pole čtyř 12metrových Čerenkovových dalekohledů vzdálených od sebe přibližně 100 metrů. [1] Použití řady dalekohledů umožňuje stereoskopická pozorování. Taková pozorování umožňují stanovit tvar vzduchové sprchy, což zase umožňuje přesně určit směr příchodu částic a jejich energii. Vysoké úhlové rozlišení je zajištěno hledáním na každém z dalekohledů po centrální ose, podél které se sprcha šíří, a sledováním těchto os do bodu jejich průsečíku. Průsečík těchto os je směrem ke zdroji záření gama. Každý dalekohled pozoruje vzdušné sprchy v určité oblasti, což umožňuje najít zdroj sprchy.
Každý dalekohled má aperturu 12 metrů, 350 zrcadel na každé anténě a zorné pole 3,5 stupně. Dalekohledy jsou postaveny podle Davis-Cottonova optického schématu , které využívá sférický reflektor. Dalekohledy využívající tento optický design lze snadno sestavit a zarovnat. Toto schéma způsobuje malé (asi 4 nanosekundy) [2] rozptyl v době příchodu signálu. Kamera každého dalekohledu má 499 fotonásobičů . Dalekohledy komplexu VERITAS, stejně jako ostatní Čerenkovovy dalekohledy, jsou nejcitlivější na vysokoenergetické kosmické záření. Rozsah citlivosti je od 85 GeV do více než 30 TeV. Rozlišení dalekohledu z hlediska energie a úhlu závisí na energii dopadajícího gama záření. Takže například při energii 1 TeV je rozlišení dalekohledu z hlediska energie přibližně 17% a z hlediska úhlu - 0,08 stupně. Efektivní plocha pole je 100 000 m 2 .
K rozlišení užitečných dat (vzduchové sprchy od gama paprsků) od hluku ( hadronové sprchy, hvězdné a měsíční světlo, miony ) používá VERITAS tříúrovňový spouštěcí systém . První úrovní je diskriminátor na každém pixelu využívající diskriminátor s konstantním zpožděním. Druhou úrovní je spouštěč pro výběr šablony, který vybírá pouze vzduchové sprchy vyvolané fotony, které mají kompaktní tvar a náhodně rozložené pulzace pozadí. Třetí úroveň je řada spouštěčů, které hledají shody na různých dalekohledech. [3]
Čerenkovovo záření produkované kosmickým zářením v horních vrstvách atmosféry je velmi slabé, takže pozorování VERITAS lze provádět pouze za jasné, bezměsíčné noci. To zkracuje dobu pozorování na 70-100 hodin každý měsíc od září do června. Monzunové klima znemožňuje, aby komplex dalekohledů fungoval od července do srpna.
Komplex VERITAS byl postaven jako Čerenkovův dalekohled nové generace na západní polokouli. Původně byl koncipován jako pole sedmi dalekohledů, ale byly postaveny pouze čtyři. Dalekohledy byly založeny na současném 10metrovém dalekohledu Whipple na observatoři Whipple, ale měly významná vylepšení v reflexní optice, účinnosti zachycení světla, signálních obvodech a záznamové elektronice. To byl důležitý krok vpřed oproti předchozí generaci dalekohledů, jako byl Whippleův dalekohled, HEGRA a atmosférický dalekohled CAT Čerenkov. [2]
Po úspěchu prvního dalekohledu byla v lednu 2007 dokončena stavba zbývajících tří a ve dnech 27.–28. dubna 2007 byly všechny čtyři dalekohledy komplexu uvedeny do provozu. [4] Dalekohledy č. 1 a 4 byly původně postaveny jen 35 metrů od sebe a díky tomu se navzájem prakticky duplikovaly. V létě 2009 byl dalekohled č. 1 přemístěn na nové místo za účelem zvýšení citlivosti. Po pohybu se citlivost pole zvýšila o 30 %, což zkrátilo dobu detekce zdrojů gama záření o 60 %. [1] V létě 2012 byly navíc všechny komory fotonásobiče vyměněny za účinnější, což opět zlepšilo citlivost, zejména na spodní hranici měřicího rozsahu. [5]
Pozorování kosmického záření VERITAS umožnila bližší studium astronomických objektů, které vyzařují vysokoenergetické záření, jako jsou: [4]
Studium těchto objektů probíhá od roku 2008 a od té doby bylo dosaženo mnoha významných vědeckých úspěchů. V prvním roce provozu VERITAS objevil dva nové zdroje částic TeV a také provedl podrobné studie zbytků supernov. [6]
Od roku 2007 do roku 2011 prováděl VERITAS pozorování Krabí mlhoviny . Byla nalezena kvanta gama záření s energiemi přesahujícími 100 GeV, což se neshodovalo s teoretickým modelem pulsarů.
Velké množství času (přibližně 400 hodin ročně) je věnováno pozorování přibližně 128 aktivních galaktických jader. Bylo identifikováno mnoho blazarů a také hluboká studie již známých zdrojů.
VERITAS má také rozsáhlý výzkumný program temné hmoty, který hledá nepřímé stopy gama paprsků s velmi vysokou energií, které by měly vzniknout anihilací částic temné hmoty. Většina těchto průzkumů probíhá v galaktickém centru a v trpasličích spirálních galaxiích . [7]
VERITAS je podporován Ministerstvem energetiky USA , Národní vědeckou nadací , Smithsonian Institution , Canadian Science and Engineering Research Council (NSERC), Science Foundation of Ireland (SFI), Rada pro výzkum částicové fyziky a astronomie (PPARC).
Spolupráce se skládá z několika členů a dalších spolupracujících institucí.