Zbliżamy się do budowy najlepszego wykrywacza najbardziej ekstremalnych zdarzeń kosmicznych
Spektrum fal elektromagnetycznych stanowi ciągły i nieskończony zakres częstotliwości i odpowiadających im długości fal wszystkich rodzajów promieniowania elektromagnetycznego, niesionych przez cząstki zwane fotonami, charakteryzujące się stosownymi poziomami energetycznymi. Światło widzialne stanowi jedynie niewielką część znajdującą się w samym środku tego spektrum. Promienie gamma znajdują się z kolei w obszarze wysokich częstotliwości – w praktyce zakres częstotliwości tego promieniowania jest tak szeroki i niezbadany, że do tej pory nie udało nam się ustalić jego górnej granicy. Co więcej, Wszechświat jest największym istniejącym generatorem promieniowania gamma. Istniejąca infrastruktura pozwalająca na wykonywanie pomiarów wysokoenergetycznych pozwoliła nam uchylić rąbka tajemnic skrywanych przez promieniowanie kosmiczne, jednocześnie uświadamiając nam, że to, czego udało nam się dowiedzieć do tej pory, to zaledwie wierzchołek góry lodowej. Spektakularne obserwatorium Cherenkov Telescope Array (CTA) będzie stanowić nowe okno, dzięki któremu będziemy mogli oglądać najbardziej ekstremalne zjawiska występujące we Wszechświecie. W ramach finansowanego przez Unię Europejską projektu CTA-DEV prowadzone są prace mające na celu realizację gotowego projektu obserwatorium CTA, dotyczące budowy infrastruktury, zarządzania oraz działań informacyjnych.
Czas na CTA
Od 2003 roku istniejące naziemne wykrywacze promieniowania gamma pozwoliły nam na rozszerzenie listy znanych obiektów emitujących to promieniowanie z 10 do przeszło 150. Z kolei w 2008 roku powstało Konsorcjum CTA, którego celem było opracowanie koncepcji wykrywaczy nowej generacji, charakteryzujących się czułością i dokładnością, które pozwolą na dziesięciokrotne rozszerzenie listy znanych obiektów. Obecnie Konsorcjum skupia przeszło 1 500 naukowców i inżynierów z 31 państw, a także udziałowców z 11 krajów oraz jedną organizację międzyrządową, dążących do realizacji założeń tej inicjatywy. Federico Ferrini jest dyrektorem zarządzającym spółki tymczasowej CTAO gGmbH, która została ustanowiona jako podmiot prawny w ramach przygotowań do realizacji projektu obserwatorium CTA. Jak twierdzi Ferrini: „Obserwatorium CTA było pomysłem kilku osób, które zebrały się przeszło dziesięć lat temu w jednej sali. Dziś trzymamy już w ręku pozwolenia na budowę, dysponujemy działającymi prototypami wszystkich proponowanych projektów teleskopów, przeprowadziliśmy również szeroko zakrojone badania lokalizacji oraz prace projektowe. Rozpoczęcie budowy jest planowane na 2021 rok”. CTA będzie pierwszym naziemnym obserwatorium promieniowania gamma dostępnym dla całego światowego środowiska naukowego. W praktyce obserwacje będą prowadzone przez operatorów, natomiast czołowi badacze otrzymają dostęp do danych oraz narzędzi do ich analizy w przystępnych i jednolitych formatach. o upływie około roku dane będą udostępniane publicznie społecznościom astrofizyków i fizyków cząstek elementarnych, a także innym zainteresowanym stronom.
Lepsze zrozumienie, większy zakres wiedzy
Dysponując przeszło 100 teleskopami zlokalizowanymi w dwóch miejscach na półkuli północnej i południowej oraz doskonałymi osiągami w zakresie wykrywania fotonów o energii wynoszącej od 20 gigaelektronowoltów do 300 teraelektronowoltów (TeV), obserwatorium CTA pozwoli na znaczące zwiększenie naszego potencjału oraz możliwości. „Dzięki szerszemu polu widzenia oraz dziesięciokrotnemu zwiększeniu czułości, CTA będzie w stanie badać nieboskłon setki razy szybciej niż poprzednie teleskopy teraelektronowoltowe”, dodaje Ferrini. Trudno jest ująć w słowa potencjał naukowy obserwatorium CTA, które pozwoli nam na dalsze zgłębianie kosmicznych źródeł promieniowania gamma, wśród których znajdują się między innymi czarne dziury, pozostałości supernowych, pulsary, układy podwójne, a nawet nieuchwytna ciemna materia. Obserwatorium CTA na zawsze odmieni nasze postrzeganie wysokoenergetycznego Wszechświata, a z jego osiągnięć będą korzystać kolejne pokolenia ludzkości. „Dzięki CTA będziemy w stanie obserwować źródła promieniowania gamma w sposób bardziej szczegółowy niż dotychczas, znajdować nowe źródła, a nawet być może uda nam się rozwikłać kilka spośród największych zagadek Wszechświata – na przykład tę dotyczącą natury ciemnej materii. Oczywiście najbardziej ekscytującymi odkryciami będą te, których zupełnie nie będziemy się spodziewać!”, podsumowuje Ferrini.
Słowa kluczowe
CTA-DEV, Cherenkov Telescope Array (CTA), obserwatorium, promieniowanie gamma, promień gamma, Wszechświat, promieniowanie, kosmiczne, elektromagnetyczne, teleskop, energia, ciemna materia, wykrywacz, czarna dziura, fizyka, astrofizyka, cząstka, foton, supernowa, pulsar, podwójne