MAGIC (телескоп)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск
MAGIC
MAGIC
Тип

черенковский телескоп и телескоп-рефлектор

Расположение

Канарский архипелаг, о. Пальма

Координаты

28°45′43″ с. ш. 17°53′24″ з. д.HGЯO

Высота

2200 м

Дата открытия

2004

Диаметр

17±1 м

Эффективная площадь
  • 240 м²
Сайт

www.magic.mppmu.mpg.de

Один из телескопов MAGIC ночью, включена система лазеров, используемая для автоматической подстройки фокуса путём выравнивания множества небольших зеркал[1].

MAGIC (англ. Major Atmospheric Gamma-ray Imaging Cherenkov Telescope) — это система из двух наземных черенковских телескопов, принадлежащих обсерватории Роке-де-лос-Мучачос на острове Ла-Пальма. Они предназначены для регистрации черенковского излучения от ливней субатомных частиц, порожденных гамма-квантами высоких энергий (25 ГэВ — 30 ТэВ).

MAGIC расположен на высоте 2200 м над уровнем моря, в идеальных условиях для оптических наблюдений, ограничивающихся, главным образом, лунными ночами. В радиусе 2500 метров от установки расположены такие известные оптические телескопы как Telescopio Nazionale Galileo и Gran Telescopio Canarias. MAGIC — это крупнейшие в мире телескопы своего типа. MAGIC-I начал свою работу в 2004 году, он имеет диаметр фокусирующей поверхности 17 метров (площадь поверхности 236 м2). MAGIC-II, который расположен на расстоянии 85 метров от «брата-близнеца», был введён в эксплуатацию в 2009 году и с сентября этого же года начались стереоскопические наблюдения одновременно двумя телескопами.[2] Проект MAGIC является технологическим продолжением эксперимента HEGRA, который имел 5 телескопов одинакового типа, правда меньшего размера (8,5 м).

Цели[править | править вики-текст]

Телескоп прежде всего предназначен для обнаружения и изучения фотонов, исходящих от:

Наблюдения[править | править вики-текст]

MAGIC обнаружил пульсирующие гамма-лучи с энергиями более 25 ГэВ, исходящие от пульсара в Крабовидной туманности PSR B0531+21[5]. Наличие такого высокоэнергетического излучения свидетельствует о том, что источник гамма-излучения находится далеко в магнитосфере пульсара, что противоречит многим теоретическим моделям.

MAGIC также обнаружил[6] высокоэнергетические гамма-лучи от квазара 3C 279 (англ.), находящегося в 5 млрд световых лет от Земли. Это удвоило предыдущий рекорд расстояния, на котором был обнаружен высокоэнергетический космический сигнал. Этот сигнал показал, что вселенная более прозрачна, чем полагалось ранее исходя из данных, полученных на оптических и инфракрасных телескопах.

MAGIC не наблюдал космических лучей от распада тёмной материи в карликовой галактике в Драконе.[7] Это усилило известные ограничения на модели тёмной материи.

Гораздо более спорным наблюдением является обнаружение 9 июля 2005 года зависимости скорости света космических лучей, приходящих от короткой вспышки блазара Маркарян 501 (англ.), от энергии. Фотоны с энергиями в диапазоне от 1,2 до 10 ТэВ были обнаружены на 4 минуты позже, чем фотоны с энергиями в диапазоне от 0,25 до 0,6 ТэВ. Средняя задержка составила 30 ±12 миллисекунд на ГэВ энергии фотона. Если связь между скоростью фотона в космическом пространстве и его энергией линейна, то скорость света незначительно снижается на величину, равную энергии фотона, делённой на 2×1017 ГэВ. Исследователи предположили, что эта задержка может быть объяснена наличем квантовой пены, неравномерная структура которой может замедлить фотоны настолько незначительно, что это может быть обнаружено только на космических расстояниях, как в случае с блазаром[8].

Технические характеристики[править | править вики-текст]

MAGIC в солнечный день
Отдельные сегменты телескопа MAGIC

Каждый телескоп имеет следующие параметры:

  • Собирающая площадь 236 м2, состоящая из 956 отдельных алюминиевых отражателей 50 × 50 сантиметров
  • Лёгкая рама из углеродного волокна
  • Детектор, состоящий из 396 отдельных шестиугольных датчиков на фотоэлектронных умножителях в центре (диаметром 25,4 миллиметра), окружённых 180 бо́льшими датчиками на фотоэлектронных умножителях (диаметром 38,1 мм)
  • Данные передаются в аналоговой форме по оптоволоконным кабелям
  • Оцифровка сигнала на АЦП (аналогово-цифровом преобразователе) с частотой 2 ГГц
  • Общая масса 40 тонн
  • Перенастройка на любую точку в небе менее чем за 22 секунды[9]

Каждое зеркало отражателя представляет собой пакет из алюминиевых сот, 5-миллиметровой пластины из сплава аллюминия, магния и кремния, покрытой тонким слоем кварца для защиты поверхности зеркал от старения. Зеркала имеют сферическую форму с кривизной, соответствующей положению пластины в параболическом отражателе. Отражательная способность зеркал составляет около 90%. Фокальная точка имеет размер примерно половины пикселя (<0.05°).

Направление телескопа на разные углы подъёма становится причиной отклонения отражателя от идеальной формы из-за гравитации. Чтобы нейтрализовать воздействие этой деформации, телескоп оснащён активной системой контроля зеркал. Каждые четыре зеркала установлены на панель, снабжённую актуаторами, которые подстраивают положение на раме.

Сигнал от датчика передатся по оптическим волокнам длиной более 162 метров. Сигнал оцифровывается и хранится в 32-килобайтном кольцевом буфере. Время запаздывания при чтении буфера не превышает 20 мкс, что составляет 2% времени запаздывания при расчётной скорости срабатывания в 1 кГц. Считывание данных происходит под управлением ПЛИС (Xilinx) на плате PCI. Данные сохраняются на систему дисков RAID0 со скоростью до 20 МБ/с, до 800 Гб необработанных данных за ночь[9].

Сотрудничающие организации[править | править вики-текст]

При использовании MAGIC сотрудничают физики более чем из 20 организаций в Германии, Испании, Италии, Швейцарии, Хорватии, Финляндии, Польше, Болгарии и Армении; крупнейшие группы действуют в следующих организациях:

Примечания[править | править вики-текст]

  1. NASA APOD 2004 October 15
  2. arXiv:0912.3673
  3. (2006) «Variable Very-High-Energy Gamma-Ray Emission from the Microquasar LS I +61 303». Science 312 (5781): 1771–3. arXiv:astro-ph/0605549. DOI:10.1126/science.1128177. PMID 16709745. Bibcode2006Sci...312.1771A.
  4. (2007) «Very High Energy Gamma-Ray Radiation from the Stellar Mass Black Hole Binary Cygnus X-1». The Astrophysical Journal 665: L51. arXiv:0706.1505. DOI:10.1086/521145. Bibcode2007ApJ...665L..51A.
  5. (2008) «Observation of Pulsed -Rays Above 25 GeV from the Crab Pulsar with MAGIC». Science 322 (5905): 1221–1224. arXiv:0809.2998. DOI:10.1126/science.1164718. PMID 18927358. Bibcode2008Sci...322.1221A.
  6. (2008) «Very-High-Energy Gamma Rays from a Distant Quasar: How Transparent is the Universe?». Science 320 (5884): 1752–4. arXiv:0807.2822. DOI:10.1126/science.1157087. PMID 18583607. Bibcode2008Sci...320.1752M.
  7. (2008) «Upper Limit for γ‐Ray Emission above 140 GeV from the Dwarf Spheroidal Galaxy Draco». The Astrophysical Journal 679: 428–431. arXiv:0711.2574. DOI:10.1086/529135. Bibcode2008ApJ...679..428A.
  8. Gamma Ray Delay May Be Sign of 'New Physics'.
  9. 1 2 (2004) «Status and First Results of the MAGIC Telescope». Astrophysics and Space Science 297 (2005): 245–255. arXiv:astro-ph/0407475. DOI:10.1007/s10509-005-7627-5. Bibcode2005Ap&SS.297..245C.

Ссылки[править | править вики-текст]