Обсерватории России

профессиональные, общественные и частные астрономические обсерватории

Гамма-телескоп ГТ-48, КРАО

В 1989 г. начал работать уникальный гамма-телескоп из 48 зеркал общей площадью 54 кв.м, задуманный и изготовленный в НИИ «КрАО» под руководством зав. лабораторией гамма – астрономии А.А.Степаняна.
Гамма-телескоп ГТ-48 расположен на высоте 600 метров над уровнем моря. Пороговая энергия регистрации гамма-квантов — 1 ТэВ. Телескоп состоит из двух идентичных альт-азимутальных секций, северной (N) и южной (S), расположенных в 20 метрах друг от друга. На ГТ-48 проводятся наблюдения галактик с активными ядрами (блазары, квазары), пульсаров, радиоисточников, рентгеновских источников.
ГТ-48 является уникальным сооружением, представляет собой первую в мире стереоскопическую установку для регистрации черенковских вспышек, вызываемых как протонно-ядерной компонентой космических лучей, так и гамма — квантами сверхвысоких энергий при их попадании в атмосферу Земли.

История
С 1965 г. в лаборатории гамма-астрономии КРАО приступили к созданию регистраторов черенковских вспышек (РЧВ) в атмосфере Земли.
В Крымской астрофизической обсерватории первые черенковские вспышки были зарегистрированы в ночь на 14 декабря 1968 года.
Регулярные наблюдения предполагаемых гамма-источников сверхвысокой энергии (E>1011 эВ) на гамма-телескопе первого поколения РЧВ-1 под руководством доктора физ.-мат. наук Арнольда Арташесовича Степаняна (1931–2005) были начаты в Крымской астрофизической обсерватории в марте 1969 года. Этот первый гамма-телескоп, сконструированный на базе армейских зенитных прожекторов, состоял всего из четырех светоприемников.
Каждый светоприемник (детектор) представлял собой параболическое зеркало диаметром 1,56 метра, в фокусе которого располагался фотоумножитель с сопутствующей электроникой.
На этой установке были проведены наблюдения сорока трех небесных объектов различного типа: пульсаров, остатков сверхновых звезд, источников гамма-квантов с энергией 108 эВ и др.
В лаборатории гамма-астрономии параллельно с наблюдениями на оптическом телескопе РЧВ-1 в 1973 г. начали работу по созданию наземного гамма-телескопа второго поколения ГТ-48, которую завершили в 1989 г. Общая площадью зеркал составила 54 кв. м., поле зрения – 2.6 градусов, в нем насчитывается 48 зеркал.
Первый в мире сдвоенный гамма-телескоп второго поколения ГТ-48 был построен в Крымской астрофизической обсерватории под руководством А. А. Степаняна (научный руководитель и главный конструктор проекта). Практические наблюдения в КрАО на этом гамма-телескопе (комплексной установке) были начаты в 1989 году.

Конструкция:
Гамма-телескоп ГТ-48 представляет собой пару идентичных секций (монтировок), которые расположены на расстоянии 20 метров друг от друга в направлении линии север-юг.
На каждой монтировке (S и N) установлено 6 телескопов (элементы). Оптика каждого элемента состоит из четырёх сферических 1.2 метровых зеркал, имеющих общий фокус.
Зеркала 4-х элементов имеют фокусное расстояние 5 м. В фокальной плоскости каждого такого элемента расположен светоприемник (камера). Каждый из них состоит из 37 фотоумножителей ФЭУ 140, имеющих фотокатод диаметром 25 мм. С помощью этих ФЭУ регистрируются изображения черенковских вспышек в видимой области (300-600 нм). Перед каждым ФЭУ стоит конический световод, изготовленный из оргстекла. Наружные поверхности окон световодов, находящиеся в фокальной плоскости составного зеркала, имеют форму шестигранников и вплотную примыкают друг к другу, так что весь свет, поступающий в светоприемник, попадает на катоды ФЭУ. Оптический контакт выходных окон световодов с поверхностью катодов ФЭУ обеспечивается с помощью иммерсии. Средний диаметр входного окна световодов равен 37 мм, что соответствует линейному углу поля зрения одной ячейки светоприемника 0.4°. Поле зрения всего светоприемника равно 2.6° и весь свет черенковской вспышки распределяется на 37 независимых ячейках (каналов).
Сигналы от четырех камер линейно складываются. Черенковские вспышки регистрируются лишь в том случае, когда амплитуды сигналов совпадающих по времени в каких-либо двух из 37 каналов превышали установленный порог. Разрешающее время схемы совпадений равно 15 нс. Регистрация черенковских вспышек и контрольных параметров аппаратуры осуществляется с помощью разработанных в лаборатории автоматизированных систем и персональных компьютеров.
Все 6 элементов крепятся и юстируются на вращающейся вокруг горизонтальной оси опорной платформе с противовесом. Общий вес платформы с оптической системой 6 тонн.
Движение установки осуществляется разработанной в лаборатории системой управления гамма-телескопом ГТ-48 с точностью ведения ±0.05°. Управление движением телескопа ГТ-48 осуществляется с помощью специальной программы разработанной для управляющего компьютера сотрудниками лаборатории гамма-астрономии. Благодаря ней процесс наблюдений полностью автоматизирован. Применение сдвоенных детекторов, отстоящих друг от друга на расстоянии 20 метров и более и работающих в режиме совпадений, полностью исключает регистрацию вспышек, вызванных локальными заряженными частицами и мюонами.

Основные научные результаты:
При наблюдениях в сентябре-октябре 1993 года области Лебедя был зарегистрирован поток гамма-квантов СВЭ с высокой достоверностью (7σ) от нового объекта, расположенного вблизи рентгеновского источника Cyg X-3 (Нешпор и др., 1995). Этому источнику гамма-излучения СВЭ было дано название Cyg γ-2 (Каленин и др., 1996).
Наблюдения объекта Геминга в 1996-1997 годах показали, что этот объект является источником гамма-квантов СВЭ. Гамма-излучение изменяется со временем с периодом пульсара 0.237 сек., а также модулируется с периодом 59 сек. (Нешпор и др., 2001; Нешпор и др., 2001)
Обнаружены потоки в гамма-диапазоне СВЭ от активных ядер галактик 3С 66А и BL Lac (Нешпор и др., 1998; Нешпор и др., 2001).

Интернет-ресурсы:

Страница телескопа: http://lerga.craocrimea.ru/Instr/gt48_ru.html
https://astrotourist.info/istoriya-krymskoi-astrofizicheskoi-observatorii-6
https://www.kinnet.ru/cterra/725/351568.html, (Опубликовано в журнале «Компьютерра» №9 от 19 марта 2008 года, Автор: Юрий Нешпор)
Страница в Википедии

Фотогалерея:

Спонсор проекта

Астрономические купола «Astrodome»Компания «Astrodome» ведущий производитель алюминиевых куполов и астрономических обсерваторий "под ключ" в России. +7 (914) 878-56-23
Фотографии на сайте без явного указания источника являются авторскими. Копирование и коммерческое использование контента, размещенного на сайте, без разрешения автора не допускаются. При частичном цитировании ссылка на источник и авторство обязательны.
© 2023 Эдуард Важоров.