EU AJO - IACT
IACT significa Imaging Atmospheric (or Air ) Cherenkov Telescope or Technique . É um dispositivo ou método para detectar fótons de raios gama de energia muito alta na faixa de energia dos fótons de 50 GeV a 50 TeV .
Existem quatro sistemas IACT operacionais: Sistema Estereoscópico de Alta Energia (HESS), Telescópios Cherenkov de Imagens Gamma Atmosféricas (MAGIC), Primeiro Telescópio Cherenkov G-APD (FACT) e Sistema de Matriz de Telescópios de Imagens de Radiação Muito Energética (VERITAS). O Telescópio Experimental Cerenkov Principal Atmosférico (MACE) está em construção em Hanle, Ladakh, Índia e está definido para ser o mais alto e o segundo maior IACT. O Cherenkov Telescope Array (CTA) é um projeto multinacional para construir IACTs de próxima geração e está programado para começar a coleta de dados em 2022.
Fundo
Devido à queda rápida do fluxo de fótons de raios gama de fontes cósmicas neste regime de energia, os detectores baseados no espaço tornam-se ineficazes devido às suas pequenas áreas de coleta, que muitas vezes são limitadas a algumas dezenas ou centenas de centímetros quadrados. No caso do IACT, a atmosfera terrestre é usada como meio de detecção, implicando em uma área de coleta de muitas centenas de metros quadrados. Isso permite que os instrumentos IACT detectem fótons de raios gama em um regime de energia inacessível para instrumentos baseados no espaço.
Técnica
O IACT funciona captando imagens do flash muito curto da radiação Cherenkov gerada pela cascata de partículas carregadas relativísticas produzidas quando um raio gama de energia muito alta atinge a atmosfera. Essa chuva de partículas carregadas, conhecida como Extensive Air Shower (EAS), é iniciada a uma altitude de 10 a 20 km. O fóton de raios gama que chega sofre a produção de pares na vizinhança do núcleo de uma molécula atmosférica . O par elétron - pósitron produzido é de energia extremamente alta e imediatamente sofre Bremsstrahlung ou "Radiação de Frenagem". Essa radiação produzida é em si extremamente energética, com muitos dos fótons passando por uma nova produção de pares. Segue-se uma cascata de partículas carregadas que, devido à sua energia extrema, produz um flash de radiação Cherenkov com duração entre 5 e 20 ns . A área total no solo iluminada por este flash corresponde a muitas centenas de metros quadrados, razão pela qual a área efetiva dos telescópios IACT é tão grande.
O instrumento usado para detectar a radiação Cherenkov geralmente compreende um grande espelho segmentado que reflete a luz Cherenkov em uma série de tubos fotomultiplicadores . Os tubos são acoplados a uma eletrônica rápida que amplifica, digitaliza e registra o padrão ou imagem do chuveiro. O modo de operação mais eficaz é usar um conjunto de telescópios, que podem estar localizados a 70 a 120 metros de distância. A principal vantagem deste modo de operação é que o limite de energia (o pico de sensibilidade) do telescópio pode ser reduzido à medida que múons locais produzidos por chuveiros induzidos por raios cósmicos podem ser eliminados. Isso ocorre porque o estreito cone de luz Cherenkov produzido por múons locais só será registrado por um único telescópio. A reconstrução do chuveiro e a rejeição de fundo oferecidas por uma série de telescópios fornecem um aumento de ordem de magnitude na sensibilidade e melhor resolução angular e de energia em comparação com um único telescópio. Essa vantagem foi usada com grande efeito pelo conjunto de telescópios HESS, que detectou várias novas fontes de fótons de raios gama de alta energia nos últimos anos.
História
O IACT foi iniciado pela colaboração de Whipple e levou à descoberta da emissão TeV da Nebulosa do Caranguejo em 1989. O telescópio Whipple 10m também descobriu a primeira fonte extra-galáctica de emissão TeV com a detecção de raios gama de energia muito alta emissão da galáxia ativa Markarian 421 . A matriz de telescópios HEGRA foi o primeiro sistema a usar múltiplos telescópios, uma técnica conhecida como estereoscopia . O sistema MAGIC no Observatório Roque de los Muchachos em La Palma começou com um telescópio de 17 m em 2004, ao qual um segundo telescópio de 17 m foi adicionado em 2009. O Primeiro Telescópio Cherenkov G-APD (FACT) em Roque de los Muchachos O Observatório tornou-se operacional em 2011. A colaboração HESS adicionou ao seu sistema na Namíbia um novo IACT de 28 m, atualmente o maior telescópio IACT, que está operacional desde julho de 2012.