Войти
 VERITAS - массив из четырех телескопов | |
| Альтернативные названия | Система массивов телескопов для получения очень энергичных радиационных изображений  |
|---|---|
| Часть | Обсерватории Фреда Лоуренса Уиппла |
| Местоположение (я) | Аризона |
| Координаты | 31 ° 40′30 ″ N 110 ° 57′07 ″ W / 31,6751 ° N 110,952 ° Вт / 31,6751; -110,952 Координаты : 31 ° 40′30 ″ N 110 ° 57′07 ″ W / 31,6751 ° N 110,952 ° W / 31,6751; -110,952 |
| Высота | 1268 м (4160 футов) |
| Первый свет | 1 февраля 2005 г., апрель 2007 г. |
| Телескопический стиль | астрономическая обсерватория. гамма-телескоп |
| Количество телескопов | 4 |
| Диаметр | 12 м (39 футов 4 дюйма) |
| Угловое разрешение | 0,1 градуса |
| Площадь сбора | 100000 м (1100000 квадратных футов)) |
| Веб-сайт | veritas.sao.arizona.edu |
  Местоположение VERITAS | |
 Связанные СМИ на Wikimedia Commons | |
VERITAS (Очень Система массивов телескопов с энергетическим излучением ) - это крупная наземная гамма-обсерватория с решеткой из четырех 12-метровых оптических отражателей для гамма-астрономии в ГэВ - ТэВ энергия фотона диапазон. VERITAS использует технику атмосферного черенковского телескопа для наблюдения гамма-лучей, которые вызывают ливни частиц в атмосфере Земли, известные как обширные атмосферные ливни. Группа VERITAS расположена в обсерватории Фреда Лоуренса Уиппла на юге Аризоны, США. Конструкция рефлектора VERITAS похожа на более ранний 10-метровый гамма-телескоп Whipple, расположенный в том же месте, но он больше по размеру и имеет большее фокусное расстояние для лучшего контроля оптических аберраций. VERITAS состоит из набора телескопов для получения изображений, развернутых для наблюдения за атмосферными черенковскими ливнями из разных мест, чтобы обеспечить наивысшую чувствительность в диапазоне 100 ГэВ - 10 ТэВ (с чувствительностью от 50 ГэВ до 50 ТэВ). Эта обсерватория очень высоких энергий, построенная в 2007 году, эффективно дополняет телескоп большой площади (LAT) космического гамма-телескопа Ферми из-за его большей площади сбора, а также покрытия в более высоком диапазоне энергий.
VERITAS состоит из четырех черенковских телескопов диаметром 12 м диаметром , формирующих атмосферные изображения, с приблизительным расстоянием 100 метров (330 футов) между каждым соседним телескопом. Каждый телескоп содержит большой управляемый оптический отражатель и высокоскоростную фотоумножительную камеру . Для стереоскопических наблюдений черенковского света, образующегося в обширных атмосферных ливнях, необходимы несколько телескопов в группе. Эти стереоскопические наблюдения позволяют точно реконструировать геометрию ливня частиц, что дает значительно улучшенное угловое и энергетическое разрешение по сравнению с одиночным телескопом. Угловое направление входящего ливня определяется путем нахождения центральной оси распространения ливня на каждом телескопе и отслеживания этих осей, пока они не пересекутся. Пересечение этих осей определяет направление прихода первичной частицы (космических лучей или гамма-лучей), которая инициировала воздушный ливень в верхних слоях атмосферы. Он также определяет положение ядра ливня, то есть экстраполированное положение первичной частицы на земле, если бы она не взаимодействовала. Энергия первичной частицы определяется из общего количества черенковского света, измеренного в каждом телескопе, а также расстояния этого телескопа от ядра ливня.
Каждый из отдельных телескопов имеет апертуру диаметром 12 м и поле зрения 3,5 градуса. Телескопы построены на основе оптической конструкции Дэвиса-Коттона, в которой используется сферический рефлектор, а также простота сборки и юстировки. Такая конструкция действительно вызывает некоторый разброс во времени прихода черенковских фотонов к камере, но этот разброс невелик (~ 4 наносекунды). Отражатель состоит из 350 отдельных зеркальных граней, гексагональной формы, установленный на жесткой конструкции оптического носителя. Камера каждого телескопа имеет 499 отдельных пикселей (высокоскоростные фотоумножители диаметром 26 мм ). VERITAS, как и другие IACT, чувствителен к первичным частицам, которые производят достаточно атмосферного черенковского света, чтобы его можно было обнаружить на земле. Его полный диапазон чувствительности составляет от 50 ГэВ до 50 ТэВ (хотя спектральная реконструкция не начинается, по крайней мере, до 100 ГэВ, в зависимости от мощности источника). Энергетическое и угловое разрешение зависят от энергии падающего гамма-излучения, но при 1 ТэВ энергетическое разрешение составляет ~ 17%, а угловое разрешение составляет 0,08 градуса (65% радиуса удержания). Вся массив имеет максимальную эффективную площадь 100 000 квадратных метров выше 1 ТэВ. Очень слабый астрофизический источник с потоком гамма-лучей только 1% от Крабовидной туманности может быть обнаружен VERITAS менее чем за 25 часов наблюдения. Более сильные источники могут быть обнаружены за значительно меньшее время.
Зеркала на телескопе VERITAS 3 Чтобы различать фоновые события (т. Е. адронные ливни и мюоны ) или шум (т. Е. Свет звезд и лунный свет) и целевые данные (т.е. электромагнитные ливни, вызванные гамма-лучами), VERITAS использует трехуровневую систему запуска. Первый уровень соответствует пересечению уровня на каждом пикселе с использованием дискриминаторов постоянной доли. Уровень два - это триггер выбора шаблона, который выбирает фотонно-подобные ливни, которые имеют компактные формы, и устраняет большинство фоновых ливней, которые создают более случайные формы в каждой камере. Третий уровень - это матричный триггер, который ищет совпадение во времени прихода ливня на нескольких телескопах.
Черенковский свет, который создается гамма-лучами в верхних слоях атмосферы, очень тусклый., поэтому VERITAS лучше всего смотрит при ясном темном небе. Наблюдения невозможны при облачном или дождливом небе, или когда Луна очень яркая. Однако наблюдения регулярно проводятся, когда Луна тусклая или умеренная по яркости (обычно менее 60% освещенности). Общее годовое время наблюдения обычно составляет около 1200 часов (из которых около 200–250 часов приходится на более яркий лунный свет с освещенностью от 20 до 60%). Обсерватория обычно не собирает данные в июле или августе из-за местных муссонных условий.
VERITAS был разработан для исследования неба в гамма-диапазоне очень высоких энергий (VHE) выше 100 ГэВ, после успеха 10-метрового гамма-излучения Уиппла. -лучевой телескоп. На телескопе Уиппла впервые в 1989 году была использована черенковская камера формирования изображений в сочетании с большим рефлектором диаметром 10 м, что позволило впервые окончательно обнаружить источник гамма-излучения VHE, Крабовидную туманность. Впоследствии HEGRA Телескоп на Ла-Пальме продемонстрировал хорошую чувствительность выше 1 ТэВ с использованием массива черенковских телескопов, отображающих атмосферу. VERITAS сочетает в себе преимущества стереоскопических наблюдений в массиве с большими отражателями для низкого порога энергии. По сравнению с телескопом Whipple, VERITAS использует более крупные отражатели диаметром 12 м, улучшенную оптику и эффективность сбора света, а также камеру с более мелкими пикселями. И запись (с использованием специально изготовленных Flash-АЦП со скоростью 500 Мвыб / с), и триггерная электроника (с использованием сложной трехуровневой системы) были значительно улучшены по сравнению с более ранними приборами. VERITAS был задуман в 1990-х годах вместе с тремя другими массивами атмосферных черенковских телескопов (IACT): CANGAROO-III, H.E.S.S. и MAGIC. VERITAS в настоящее время является единственной группой IACT, работающей в западном полушарии.
Первое предложение по VERITAS (в то время называвшееся VHEGRA) было подано Тревором Уиксом (SAO ) в Смитсоновский институт в 1995 году; в этом предложении описывается набор из девяти черенковских телескопов диаметром 10 м. В 1998 году в Чикагском университете прошла первая встреча сотрудничества с VERITAS. В 2000 году концепция VERITAS как группы из семи телескопов была рекомендована Десятилетним обзором астрономии и астрофизики 2000 года как проект среднего размера. Задержки возникли из-за трудностей с двумя предложенными площадками в Аризоне (каньон Монтоса у подножия горы Хопкинс и Китт-Пик) и из-за сокращения доступного финансирования. Предложение о решетке из четырех телескопов (теперь с отражателями диаметром 12 м) было положительно рассмотрено в 2002 году, и строительство VERITAS началось в 2003 году в обсерватории Фреда Лоуренса Уиппла . Первоначальный прототип телескопа был завершен как Телескоп №1 и впервые увидел свет в 2004 году. Строительство Телескопа №2 было завершено в 2005 году, и в том же году начались первые стереонаблюдения. Телескопы № 3 и № 4 были построены к началу 2007 г., и первое празднование светового дня для всей группы телескопов состоялось 27–28 апреля 2007 г. Регулярные научные операции для VERITAS начались в сентябре 2007 г. Строительство VERITAS в основном финансировалось из США Министерством энергетики, Национальным научным фондом и Смитсоновским институтом. Дополнительное финансирование строительства было предоставлено Enterprise Ireland (ныне Science Foundation Ireland ) и Советом по исследованиям в области физики элементарных частиц и астрономии в Великобритании
Были внесены усовершенствования и обновления VERITAS. производится периодически с 2007 года. Телескоп №1 был перемещен летом 2009 года на новое место для улучшения геометрии решетки (и повышенной чувствительности к гамма-излучению). В период с 2009 по 2011 год была проведена программа модернизации, в ходе которой было улучшено выравнивание граней зеркала VERITAS и была заменена триггерная система уровня 2. Кроме того, летом 2012 года все фотоэлектронные умножители камеры были модернизированы до ламп с высокой квантовой эффективностью, что снова повысило чувствительность, особенно вблизи нижнего предела диапазона энергии гамма-излучения. По сравнению с исходной проектной чувствительностью, фактическая достигнутая чувствительность VERITAS значительно лучше, поскольку время, необходимое для обнаружения слабых источников гамма-излучения, сокращено более чем в два раза.
В июне 2017 года было проведено торжество. в обсерватории Уиппл, чтобы отметить десятилетие науки VERITAS.
VERITAS предлагает обширную научную программу, которая объединяет ключевые аспекты астрономии, исследование Вселенной в новом диапазоне волн гамма-излучения VHE, и физика, поиск новых частиц явлений за пределами стандартной модели физики элементарных частиц. Основные изучаемые вопросы включают: понимание ускорения космических частиц в нашей Галактике (с особым упором на понимание происхождения космических лучей ) и за пределами нашей Галактики, исследование экстремальных условий вблизи компактных объектов, таких как нейтронные звезды и черные дыры, природа темной материи и межгалактическое магнитное поле, и постоянна ли скорость света при этих экстремальных энергиях гамма-излучения. Программа наблюдений VERITAS включает галактические источники, такие как остатки сверхновых, пульсары, туманности пульсарного ветра, двойные системы и загадочные гамма-лучи. источник в Галактическом Центре. Внегалактические источники включают активные ядра галактик, галактики со вспышками звездообразования и гамма-всплески. Важным компонентом наблюдений VERITAS является то, что связано с многоволновым и мультиволновым наблюдением, включая быстрый радиовсплеск (FRB), высокоэнергетические нейтрино, и гравитационно-волновые события. VERITAS имеет обширную программу темной материи, в рамках которой проводятся косвенные поиски для обнаружения гамма-лучей VHE, возникающих в результате аннигиляции частиц темной материи. Большинство этих поисков нацелены на Центр Галактики и карликовые сфероидальные галактики. Начиная с 2017 года, научная программа VERITAS была расширена и теперь включает наблюдения в оптическом диапазоне волн за счет измерений затенений астероидов с высоким временным разрешением и интерферометрии звездной интенсивности.
Каталог источников гамма-излучения очень высоких энергий VERITAS (по состоянию на январь 2020 г.) По состоянию на 2020 г. в результате исследований VERITAS было получено 58 кандидатов наук и более 100 научных сотрудников. рецензировал публикации. Как показано на рисунке, VERITAS обнаружил 63 астрофизических источника гамма-излучения очень высоких энергий (по состоянию на январь 2020 года). В первом каталоге источников VERITAS было всего шесть источников.
Некоторые из научных достижений VERITAS включают:
Исследователи VERITAS также первыми начали использовать IACT для выполнения Citizen Science. Для улучшения обнаружения событий мюонов на платформе Zooniverse был создан проект Muon Hunter. В рамках проекта были показаны изображения, сделанные с помощью VERITAS, и гражданские добровольцы должны были классифицировать изображения как мюонные или немюонные события. Затем исследователи обучили алгоритм , который компьютер изучил, который показал лучшие результаты, чем стандартный анализ. В Muon Hunter 2.0 проект попытается улучшить результат с помощью другого подхода к машинному обучению.
Сотрудничество VERITAS было официально сформировано путем подписания в 2000 году соглашения о сотрудничестве между девятью участниками. учреждения в трех странах. Учреждениями-членами были: Университет штата Айова, Университет Пердью, Смитсоновская астрофизическая обсерватория, Калифорнийский университет, Лос-Анджелес, Чикагский университет, Университет Юты и Вашингтонский университет в Сент-Луисе в США, Университет Лидса в Великобритании и Национальный университет Ирландии Дублин в Ирландии. Десятое учреждение-член, Университет Макгилла в Канаде, было добавлено обновленным соглашением в 2008 году. Представители учреждений-членов образуют Исполнительный совет VERITAS (VEC), который служит высшим органом принятия решений в рамках
В 2008 году сотрудничество было расширено за счет добавления сотрудничающих организаций, которые имеют представительство в Научном совете VERITAS, который руководит научной программой VERITAS. Первоначально сотрудничающими учреждениями были: Планетарий Адлера, Колледж Барнарда, Технологический институт Корка, Университет ДеПау, Голуэй-Мейо Технологический институт, Гриннелл-колледж, Национальный университет Ирландии, Голуэй, Калифорнийский университет, Санта-Крус, Университет Айовы и Массачусетский университет, Амхерст.
По состоянию на 2019 год сотрудничество VERITAS насчитывает ~ 80 ученых из учреждений Канады, Германии, Ирландии и США. Участвующие учреждения: Колледж Барнарда, Колумбийский университет, Технологический институт Корка, DESY, Технологический институт Джорджии, Университет штата Айова, Университет Макгилла, Национальный университет Ирландии, Голуэй, Университет Пердью, Смитсоновская астрофизическая обсерватория, Университетский колледж Дублина, Калифорнийский университет, Лос-Анджелес, Университет Калифорнии, Санта-Крус, Чикагский университет, Делавэрский университет, Университет Айовы, Миннесотский университет, Университет Юты и Вашингтонский университет в Сент-Луисе. Также есть неаффилированные и ассоциированные члены из ряда других организаций.
Председатель Научного совета VERITAS является пресс-секретарем. Есть заместитель пресс-секретаря, который помогает руководить сотрудничеством. Хронологический список пресс-секретарей и заместителей пресс-секретаря VERITAS приведен в таблице ниже. Начиная с 2007 года, пресс-секретарь / заместитель пресс-секретаря служил на двухлетний срок и может быть переизбран.
| Даты | Пресс-секретарь | Заместитель пресс-секретаря |
|---|---|---|
| 2000-2007 гг. | Тревор Уикс (SAO) | н / д |
| 2007- 2009 | Саймон Сворди (Вашингтонский университет) | Рене Онг (UCLA) |
| 2009-2011 | Рене Онг (UCLA) | Джейми Холдер (U. Делавэр) |
| 2011-2013 | Рене Онг (UCLA) | Решми Мукерджи (Колледж Барнард) |
| 2013-2015 | Джейми Холдер (U. Делавэр) | Джон Финли (Purdue U.) |
| 2015-2017 | Решми Мукерджи (Barnard College) | Скотт Уэйкли (U. Chicago) |
| 2017-2019 | Решми Мукерджи (Колледж Барнарда) | Скотт Уэйкли (У. Чикаго) |
| 2019-2021 | Джон Куинн (UCD) | Дэвид Уильямс (UCSC) |
По состоянию на 2019 год следующие агентства предоставляют оперативное финансирование VERITAS: Национальный научный фонд и Смитсоновский институт в США, Совет естественных наук и технических исследований в Канаде, Ассоциация Гельмгольца в Германии.
 | Викискладе есть медиафайлы, связанные с VERITAS. |
