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史上最強切倫科夫望遠鏡(圖)

2012-07-28 18:10 桌面版 简体 0
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高能立體望遠鏡系統II在西非國家納米比亞成功開啟運轉(網路圖片)

據國外媒體報導,2012年7月26日,高能立體望遠鏡系統II(HESSII)在西非國家納米比亞開始運轉,該望遠鏡系統將觀測宇宙中極端事件發出的高能伽馬射線,是目前世界上最大的切倫科夫望遠鏡,具有28米直徑的碟形天線陣列,並與此前建造的四臺200年部署的小型12米直徑的望遠鏡組網,形成了龐大的高能立體望遠鏡系統,將作為最先進的陸基伽馬射線觀測網,為科學家們研究宇宙中高能輻射源之謎,比如黑洞、脈衝星和超新星,並尋找新的高能宇宙射線源。

巨大的高能立體望遠鏡系統II望遠鏡總重量達到了600噸,配備了28米直徑的望遠鏡,相當於兩個網球場的面積,該望遠鏡首次開光觀測活動在2012年7月26日凌晨0:43分進行,生成了第一批的宇宙伽馬射線和宇宙輻射源的圖像,其下一步將探索南天宇宙高能伽馬射線。新型高能立體望遠鏡系統II望遠鏡不但可以為科學家提供全球範圍內最大的鏡面,也可以前所未有的圖像揭示出觀測對象的詳細信息。

科學家認為宇宙中的高能伽馬射線來自於天然的粒子加速器,比如超大質量的黑洞、脈衝星、超新星、雙星系統甚至是宇宙大爆炸的遺留。宇宙中充滿了各種自然加速粒子的天體,可以推動一些帶電粒子比如電子和離子以某種形式向宇宙空間中輻射,其機制超出了人類的想像。由於高能伽馬射線是宇宙加速粒子加速進程的次級光子,因此我們可以通過伽馬射線望遠鏡來研究這些高能輻射源的來源。

現在科學家們已經發現了一百個以上的宇宙神秘伽馬射線源。隨著高能立體望遠鏡系統II望遠鏡的建造可以為該研究提供觀測對象的消息信息,也期待能發現更多新的高能輻射源。尤其是高能立體望遠鏡系統II望遠鏡將探索能量值在數十千兆電子伏特的天空伽馬射線源,在此之前,通過陸基望遠鏡在這方面的觀測較少。

宇宙中最極端的伽馬射線釋放事件是活動星系核,該神秘的天體可對外輸出超過整個銀河系數百倍的伽馬射線輻射,但由於它們距離我們非常遙遠,高能伽馬射線輻射抵達地球時的強度極弱,此外在超大質量的黑洞也會出現此類現象。去年,四部高能立體望遠鏡系統望遠鏡對宇宙神秘伽馬射線輻射源進行了觀測,在一些已知波長上沒有發現相似的情況,因此更強大的高能立體望遠鏡系統II望遠鏡將對這些天體觀測有所揭秘。

當宇宙中伽馬射線余輝與地球地球高層大氣發現相互作用時,可通過地面望遠鏡的超快光電感測器形成圖像,其原理被稱為切倫科夫輻射現象,一種微弱的藍色閃光。高能立體望遠鏡系統II望遠鏡具有高科技的成像系統,能對宇宙伽馬射線與地球高層大氣導致次級光子進行探測,通過數十億分之一秒的時間進行曝光,從圖像上推測伽馬射線的能量,這個速度時普通相機的一百萬倍。

高能立體望遠鏡系統II望遠鏡的相機系統重量達到了三噸,位於主鏡面36米高的焦平面中,大約有20層樓那麼高。儘管其體積龐大,但是一些小型望遠鏡的速度的一倍以上,可以快速響應、瞬時成像,可以對天空中任意位置出現的伽馬射線爆發做出反應。望遠鏡系統的結構和驅動設備有德國和南非的工程師設計,並在德國和納米比亞製造。望遠鏡具有875塊六角形鏡面構成的巨大反射器,其在亞美尼亞建造。

望遠鏡鏡面聚焦系統由德國和波蘭的研究所合作建造,相機以及集成電子系統設計和建造在法國舉行,此外奧地利、波蘭、南非和瑞典均參與了高能立體望遠鏡系統II望遠鏡項目。根據該工程的發言人維爾納·霍夫曼、(WernerHofmann)介紹:「對高能立體望遠鏡系統望遠鏡而言,本月部署的高能立體望遠鏡系統II望遠鏡進步了一大步,非洲南部擁有極佳的天體觀測位置,而該項目為切倫科夫望遠鏡陣列的建設鋪平了道路,同時切倫科夫望遠鏡陣列也是歐洲天體物理學家和經費統籌機構打造下一代觀測望遠鏡的首要任務。


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