Sidste milepæl for den opgraderede H.E.S.S. teleskoper i Namibia

De nyrenoverede kameraer fra H.E.S.S. gamma-stråleteleskoper i Namibia har opdaget deres første signaler fra en kosmisk partikelaccelerator:De nye kameraer optog Markarian 421 som deres første mål, en velkendt blazar i stjernebilledet Ursa Major. Den aktive galaktiske kerne, 400 millioner lysår væk, blev detekteret under en aktiv tilstand og med stor betydning. Efter fire års udvikling, test, produktion og implementering, dette er den sidste store milepæl i H.E.S.S. Jeg kameraopgraderingsprojekt, som blev ledet af DESY. Succesen er også en vigtig test for næste generations gamma-stråleobservatorium, Cherenkov Telescope Array CTA, som vil bruge den samme kamerateknologi.

Når H.E.S.S. udforsker mysterierne om den højenergiske himmel, det ser faktisk ikke ind i universet, men ved den øvre atmosfære. Kosmiske gammastråler absorberes der og producerer korte, svag, violet Cherenkov lys blinker, der kan detekteres fra jorden ved hjælp af store spejle og ultrahurtig elektronik. Eksponeringstiderne pr. Billede er så korte som 16 nanosekunder (milliarder af et sekund), og H.E.S.S. optager omkring 300 af sådanne hændelser i sekundet. Da nogle billeder kun består af nogle få håndfulde lyspartikler (fotoner), de tekniske krav til at bygge sådanne kameraer er meget udfordrende.

I de ti år, som den originale H.E.S.S. I kameraer er blevet betjent, deres skrøbelige elektroniske komponenter har lidt et naturligt niveau af aldring, hvilket forringede deres præstationer. Parallelt, også de tilgængelige teknologier på markedet har udviklet sig meget mere, som hurtigere Ethernet-løsninger, og mindre og hurtigere udlæsningschips. En af disse chips er NECTAr -chippen, som er udviklet til det næste store eksperiment på området, CTA. Derfor, i 2012 blev H.E.S.S. samarbejde afgav en ordre med deres nye samarbejdspartnere hos DESY i Zeuthen om at slå sig sammen med kolleger fra Paris-området og universiteterne i Leicester og Amsterdam for at gøre brug af denne chip og designe en ny, moderniseret udgave af de fire H.E.S.S. jeg kameraer.

Ingeniørerne mistede ingen tid og udviklede et holistisk moderniseringskoncept, der ikke kun forudså udskiftningen af ​​enkelte elektronikkort, men også en bedre kabling, pneumatik og ventilationsskema. Det første af kameraerne blev installeret i juli 2015, de tre andre blev bragt til Namibia i september 2016. "Installationen gik ekstremt godt. Selvom det er en meget isoleret arbejdssituation, derude i det afsidesliggende landskab i Namibia, holdet præsterede virkelig godt, og stemningen var meget god", opsummerer Stefan Klepser, DESY projektleder af opgraderingen. "Også, Jeg er glad for at kunne sige, at vi holdt os godt inden for budgettet og den tidsramme, vi tilstræbte."

Efter installationen, software skal justeres, netværksforbindelser, der skal etableres, og det virkelige liv, uventede problemer skulle løses problemfrit. Omkring julen 2016 var systemerne alle egnede til observation, og som heldet ville have det, en gammel ven på gammastrålehimlen, blazaren Markarian 421 blev rapporteret at vise øget aktivitet. På trods af at den er placeret på den nordlige himmel, i stjernebilledet Ursa Major, det var inden for rækkevidde for observationer af H.E.S.S. Forskerne vendte de fire teleskoper mod det og kunne optage tusindvis af billeder.

"De renoverede kameraer leverede den første store demonstration af, at NECTAr -teknologien er egnet til teraelektronvolt -astronomi", opsummerer Christian Stegmann, leder af DESY-instituttet i Zeuthen. "Dette får os til at se frem til de sidste år med H.E.S.S., hvor de nye kameraer vil give os forbedret ydeevne ved både meget lave og meget høje energier. Og det er en lovende udsigt til det næste store gamma-stråleobservatorium CTA, hvor DESY er en vigtig partner."