Letzter Meilenstein für die modernisierten HESS-Teleskope in Namibia

Türkische Luft- und Raumfahrtindustrie (TAI) erreicht Meilensteine (Juni 2019).

Anonim

Die neu aufbereiteten Kameras der HESS-Gammastrahlen-Teleskope in Namibia haben ihre ersten Signale von einem kosmischen Teilchenbeschleuniger entdeckt: Die neuen Kameras zeichneten Markarian 421 als erstes Ziel auf, einen bekannten Blazar im Sternbild Ursa Major. Der aktive galaktische Kern, 400 Millionen Lichtjahre entfernt, wurde während eines aktiven Zustands und bei hoher Signifikanz nachgewiesen. Nach vier Jahren Entwicklung, Test, Produktion und Deployment ist dies der letzte große Meilenstein des von DESY geleiteten HESS I-Kamera-Upgrade-Projekts. Der Erfolg ist auch ein wichtiger Test für das Gammastrahlenobservatorium der nächsten Generation, das Cherenkov Telescope Array CTA, das die gleiche Kameratechnologie verwenden wird.

Wenn HESS die Mysterien des hochenergetischen Himmels erforscht, schaut es tatsächlich nicht in das Universum, sondern in die obere Atmosphäre. Kosmische Gammastrahlen werden dort absorbiert und erzeugen kurze, schwache, violette Cherenkov-Lichtblitze, die mit großen Spiegeln und ultraschneller Elektronik vom Boden aus entdeckt werden können. Die Belichtungszeiten pro Bild sind so kurz wie 16 Nanosekunden (Milliardstel Sekunden), und HESS zeichnet etwa 300 solcher Ereignisse pro Sekunde auf. Da einige Bilder nur aus wenigen Handvoll Lichtteilchen (Photonen) bestehen, sind die technischen Voraussetzungen für den Bau solcher Kameras sehr anspruchsvoll.

In den zehn Jahren, in denen die Original-Kameras von HESS I betrieben wurden, haben ihre empfindlichen elektronischen Bauteile einen natürlichen Alterungsprozess durchlaufen, der ihre Leistung beeinträchtigt hat. Parallel dazu haben sich auch die auf dem Markt verfügbaren Technologien weiterentwickelt, wie schnellere Ethernet-Lösungen und kleinere und schnellere Auslese-Chips. Einer dieser Chips ist der NECTAr-Chip, der für das nächste große CTA-Experiment entwickelt wurde. Daher hat die HESS-Kollaboration 2012 ihren neuen Mitarbeitern bei DESY in Zeuthen den Auftrag erteilt, sich mit Kollegen aus dem Raum Paris und den Universitäten Leicester und Amsterdam zusammenzutun, um diesen Chip zu nutzen und eine neue, modernisierte Version der vier HESS zu entwerfen Ich Kameras.

Die Ingenieure haben keine Zeit verloren und ein ganzheitliches Modernisierungskonzept entwickelt, das nicht nur den Austausch einzelner Elektronikplatinen, sondern auch eine bessere Verkabelung, Pneumatik und Lüftung vorsah. Die erste der Kameras wurde im Juli 2015 installiert, die anderen drei wurden im September 2016 nach Namibia gebracht. "Die Installation lief sehr gut. Obwohl es eine sehr isolierte Arbeitssituation ist, war das Team in der abgelegenen Landschaft Namibias wirklich Großartiges zu spielen und die Atmosphäre war sehr gut ", fasst Stefan Klepser, DESY-Projektleiter des Upgrades, zusammen. "Ich freue mich auch zu sagen, dass wir das Budget und den Zeitrahmen, den wir anstrebten, gut eingehalten haben."

Nach der Installation musste die Software angepasst werden, Netzwerkverbindungen mussten eingerichtet werden und unerwartete Probleme im realen Leben mussten behoben werden. Um Weihnachten 2016 waren die Systeme alle für die Beobachtung geeignet, und wie es der Zufall wollte, ein alter Freund im Gammastrahlenhimmel, wurde berichtet, dass der Blazar Markarian 421 eine erhöhte Aktivität zeigte. Obwohl sie sich am nördlichen Himmel im Sternbild Ursa Major befand, war sie für Beobachtungen durch HESS in Reichweite. Die Wissenschaftler drehten die vier Teleskope darauf und konnten Tausende von Bildern aufnehmen.

"Die überholten Kameras lieferten die erste groß angelegte Demonstration, dass die NECTAr-Technologie für die Teraelektronenvolt-Astronomie geeignet ist", fasst Christian Stegmann, Leiter des DESY-Instituts in Zeuthen, zusammen. "Wir freuen uns auf die letzten Jahre von HESS, wo uns die neuen Kameras sowohl bei sehr niedrigen als auch bei sehr hohen Energien eine verbesserte Leistung bringen werden. Und das ist ein vielversprechender Ausblick für das nächste große Gamma-Observatorium CTA, bei dem DESY ist ein wichtiger Partner. "

menu
menu