史上最强切伦科夫望远镜(图)



高能立体望远镜系统II在西非国家纳米比亚成功开启运转(网络图片)

据国外媒体报导,2012年7月26日,高能立体望远镜系统II(HESSII)在西非国家纳米比亚开始运转,该望远镜系统将观测宇宙中极端事件发出的高能伽马射线,是目前世界上最大的切伦科夫望远镜,具有28米直径的碟形天线阵列,并与此前建造的四台200年部署的小型12米直径的望远镜组网,形成了庞大的高能立体望远镜系统,将作为最先进的陆基伽马射线观测网,为科学家们研究宇宙中高能辐射源之谜,比如黑洞、脉冲星和超新星,并寻找新的高能宇宙射线源。

巨大的高能立体望远镜系统II望远镜总重量达到了600吨,配备了28米直径的望远镜,相当于两个网球场的面积,该望远镜首次开光观测活动在2012年7月26日凌晨0:43分进行,生成了第一批的宇宙伽马射线和宇宙辐射源的图像,其下一步将探索南天宇宙高能伽马射线。新型高能立体望远镜系统II望远镜不但可以为科学家提供全球范围内最大的镜面,也可以前所未有的图像揭示出观测对象的详细信息。

科学家认为宇宙中的高能伽马射线来自于天然的粒子加速器,比如超大质量的黑洞、脉冲星、超新星、双星系统甚至是宇宙大爆炸的遗留。宇宙中充满了各种自然加速粒子的天体,可以推动一些带电粒子比如电子和离子以某种形式向宇宙空间中辐射,其机制超出了人类的想像。由于高能伽马射线是宇宙加速粒子加速进程的次级光子,因此我们可以通过伽马射线望远镜来研究这些高能辐射源的来源。

现在科学家们已经发现了一百个以上的宇宙神秘伽马射线源。随着高能立体望远镜系统II望远镜的建造可以为该研究提供观测对象的消息信息,也期待能发现更多新的高能辐射源。尤其是高能立体望远镜系统II望远镜将探索能量值在数十千兆电子伏特的天空伽马射线源,在此之前,通过陆基望远镜在这方面的观测较少。

宇宙中最极端的伽马射线释放事件是活动星系核,该神秘的天体可对外输出超过整个银河系数百倍的伽马射线辐射,但由于它们距离我们非常遥远,高能伽马射线辐射抵达地球时的强度极弱,此外在超大质量的黑洞也会出现此类现象。去年,四部高能立体望远镜系统望远镜对宇宙神秘伽马射线辐射源进行了观测,在一些已知波长上没有发现相似的情况,因此更强大的高能立体望远镜系统II望远镜将对这些天体观测有所揭秘。

当宇宙中伽马射线余辉与地球地球高层大气发现相互作用时,可通过地面望远镜的超快光电传感器形成图像,其原理被称为切伦科夫辐射现象,一种微弱的蓝色闪光。高能立体望远镜系统II望远镜具有高科技的成像系统,能对宇宙伽马射线与地球高层大气导致次级光子进行探测,通过数十亿分之一秒的时间进行曝光,从图像上推测伽马射线的能量,这个速度时普通相机的一百万倍。

高能立体望远镜系统II望远镜的相机系统重量达到了三吨,位于主镜面36米高的焦平面中,大约有20层楼那么高。尽管其体积庞大,但是一些小型望远镜的速度的一倍以上,可以快速响应、瞬时成像,可以对天空中任意位置出现的伽马射线爆发做出反应。望远镜系统的结构和驱动设备有德国和南非的工程师设计,并在德国和纳米比亚制造。望远镜具有875块六角形镜面构成的巨大反射器,其在亚美尼亚建造。

望远镜镜面聚焦系统由德国和波兰的研究所合作建造,相机以及集成电子系统设计和建造在法国举行,此外奥地利、波兰、南非和瑞典均参与了高能立体望远镜系统II望远镜项目。根据该工程的发言人维尔纳·霍夫曼、(WernerHofmann)介绍:“对高能立体望远镜系统望远镜而言,本月部署的高能立体望远镜系统II望远镜进步了一大步,非洲南部拥有极佳的天体观测位置,而该项目为切伦科夫望远镜阵列的建设铺平了道路,同时切伦科夫望远镜阵列也是欧洲天体物理学家和经费统筹机构打造下一代观测望远镜的首要任务。



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