CTA poszuka źródeł promieniowania gamma

| Astronomia/fizyka
miss_blakcbutterfly, CC

Podczas niedawnego spotkania w Monachium astronomowie z 12 krajów biorących udział w projekcie CTA (Cherenkov Telescope Array) zastanawiali się nad wyborem miejsc, w których staną teleskopy. Zadaniem CTA będzie śledzenie źródeł wysokoenergetycznego promieniowania gamma.

Gdy cząstki pochodzące z tego promieniowania trafiają w ziemską atmosferę, rozbłyskuje ona nikłym, niebieskim światłem. Astronomowie chcą wychwytywać te rozbłyski i dzięki nim odnajdować źródła promieniowania, którymi mogą być np. supermasywne czarne dziury.

Każdego miesiąca na każdym metrze kwadratowym atmosfery dochodzi do kilku słabych rozbłysków. Do ich odnotowania potrzebny jest czuły wyspecjalizowany sprzęt. Stąd pomysł stworzenia CTA, w skład którego będą wchodziły dwa zestawy teleskopów. Na półkuli północnej umieszczony zostanie zestaw składający się z 19 czasz, a na półkulę południową trafi 99 urządzeń.

Podczas spotkania w Monachium eksperci zawęzili wybór miejsc do sześciu. Na półkuli południowej teleskopy staną w Aar na południu Namibii lub w Cerro Armazones na chilijskiej Pustyni Atacama. Na półkuli północnej wskazano cztery miejsca – dwa w USA, jedno w Meksyku i jedno w Hiszpanii.

Podczas podobnego spotkania przed rokiem wybór miejsc był większy, a członkowie CTA brali wówczas pod uwagę czynniki takie jak pogoda i zagrożenie trzęsieniami ziemi. Teraz doszły dodatkowe czynniki – stabilność polityczna i udział finansowy krajów, w których miałyby stanąć teleskopy. Niektórzy mieli nadzieję, że już teraz uda się jednoznacznie wskazać konkretne miejsca.

CTA będzie badał fotony o energiach dochodzących do 100 TeV (teraelektronowoltów). Wcześniej nigdy nie badano cząstek elementarnych o tak olbrzymich energiach. Dość przypomnieć, że najpotężniejszy akcelerator – Wielki Zderzacz Hadronów – pracuje z cząstkami o energiach 7 TeV, których energia zderzeń wynosi 14 TeV. Fotony takie są emitowane gdy protony i inne cząstki wyrzucane z olbrzymią prędkością z gwiazd neutronowych i czarnych dziur zderzają się z wiatrem gwiezdnym.

CTA skupi się na badaniu centrum Drogi Mlecznej, gdyż wiele teorii przewiduje, że znajduje się tam ciemna materia. Zgodnie z tymi teoriami cząstki ciemnej materii mogą się nawzajem anihilować emitując przy tym promieniowanie gamma. Cherenkov Telescope Array będzie też testował teorie dotyczące kwantowej grawitacji. Część teorii mówi, że niektóre wysokoenergetyczne fotony podróżują nieco wolniej niż niskoenergetyczne fotony pochodzące z tego samego źródła. Obserwacja promieniowania gamma o różnej energii powinna pozwolić na odnotowanie różnic w czasie trafienia poszczególnych fotonów w atmosferę.

Beatrix Vierkorn-Rudolph, zastępca dyrektora generalnego w niemieckim Ministerstwie Edukacji i Badań, która przewodniczyła spotkaniu w Monachium, mówi, że do końca bieżącego roku zapadnie decyzja co do lokalizacji CTA na półkuli południowej. Wybranie lokalizacji na półkuli północnej może potrwać dłużej. Eksperci mają nadzieję, że budowa CTA rozpocznie się przed końcem przyszłego roku, a badania ruszą pełną parą około roku 2020.

Autor:

Źródło: Scientific American

CTA Cherenkov Telescope Array promieniowanie gamma czarna dziura ciemna materia anihilacja