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Cherenkov Telescope Array

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  • Avanzado Cherenkov Telescope Array

    En España tenemos la suerte de disfrutar de algunos de los mejores Observatorios Astronómicos del mundo. Si actualmente disponemos del mayor telescopio óptico del mundo, el Gran Telescopio de Canarias, hoy 10/10/2018, nuestro Ministro-Astronauta Pedro Duque ha inaugurado uno de los mayores Telescopios de Rayos Gamma por Efecto Cherenkov del mundo, el Large-Sized Telescope (LST-1) con un espejo parabólico segmentado de 23 metros de diámetro, (400 m2 de superficie reflectora):


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Nombre:	Cherenkov LST.jpg
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Tamaño:	54,1 KB
ID:	315083

    ¿Qué es un telescopio de rayos gamma de efecto Chernkov? Pues reconozco que yo no sabía nada de ellos hasta hace justo 12 días, cuando nuestro compañero pod me habló de ellos.

    Cuando fotones gamma de muy alta energía o partículas cargadas, (como protones), que forman los rayos cósmicos, penetran en la atmósfera terrestre e interactúan con ella producen una cascada de partículas que viaja hacia la superficie terrestre a velocidades superiores a las de la luz en el aire. Las partículas cargadas eléctricamente en su camino hacia la superficie terrestre polarizan asimétricamente las moléculas de oxígeno y nitrógeno, las cuales al despolarizarse espontáneamente, producen la luz azulada conocida como "luz Cherenkov" Esta luz es la que detecta el Telescopio de Efecto Cherenkov.

    En España, en la isla de La Palma hay instalados 2 potentes telescopios de efecto Cherenkov, MAGIC-I que observa desde 2004 y MAGIC-II que funciona desde 2009, ambos con un espejo segmentado de 17 m de diámetro cada uno, (234 m2 de superficie cada uno)

    Los MAGIC tienen una sensibilidad de detección de 30 GeV – 100 TeV. Pues bien, apoyándose en la experiencia de los MAGIC, -además de otros instrumentos como High Energy Stereoscopic System (HESS) o Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System (VERITAS)-, se ha instalado el nuevo LST en El Roque de los Muchachos junto a los dos MAGIC. La idea es que sean precisamente los MAGIC los que sirvan de guía al nuevo LST-1 en la fase de puesta en marcha y verificación técnica de este nuevo LST más potente que ellos, del que se espera que su sensibilidad de detección sea a partir de 20 GeV. Aunque el LST-1 tiene una altura de 45 metros y pesa alrededor de 100 toneladas, es extremadamente ágil, con la capacidad de reposicionar en 20 segundos para capturar señales de rayos gamma breves y de baja energía.

    El nuevo LST-1 es el primer componente de Cherenkov Telescope Array (CTA), un conjunto de 100 telescopios previstos de aquí a 2025 para cubrir el rango 20 GeV – 300 TeV, que además de LST, se necesitarán otros dos tipos de telescopios para cubrir el rango total de energía de CTA: los Medium-Sized Telescopes o MST (Telescopios Medianos) y los Small-Sized Telescopes o SST (Telescopios Pequeños). Dado que los rayos gamma de baja energía producen poca cantidad de luz Cherenkov, es necesario usar telescopios con grandes espejos para capturar las imágenes que producen. Se colocarán cuatro LST en el centro de cada emplazamiento del hemisferio norte y sur del Observatorio para cubrir la sensibilidad a bajas energías de CTA, entre 20 y 150 GeV.

    Quien desee información avanzada sobre telescopios de efecto Cherenkov, puede encontrarla en castellano aquí en La web de Física: MAGIC. La nueva era de telescopios de luz Cherenkov

    Muy buena información a nivel divulgación en castellano en La exploración del Universo en altas energías, CTA



    Saludos.
    Última edición por Alriga; 11/10/2018, 15:36:09. Motivo: Presentación
    "Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch! "

  • #2
    Re: Cherenkov Telescope Array

    Debo reconocer que los MAGIC son mis telescopio de rayos gama fetiche ¡Me encanta ver que han tenido un "hijo"!
    La única alternativo a ser Físico era ser etéreo.
    @lwdFisica

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    • #3
      Re: Cherenkov Telescope Array

      En este vídeo se ve como quedará el sistema completo Cherenkov Telescope Array (CTA) cuando finalice su construcción en 2025:
      • En CTA norte, (isla de La Palma en España) habrá 4 LSE de 23 m de diámetro cada uno y 15 MST de 12 m de diámetro cada uno.
      • En CTA sur, (desierto de Atacama, Chile) habrá 4 LSE de 23 m de diámetro cada uno, 25 MST de 12 m de diam. cada uno y más de una cincuentena de SST de 4 m de diám. cada uno.



      La inauguración de LST-1, con la presencia del Premio Nobel de Física 2015 Takaaki Kajita, (por el descubrimiento de las oscilaciones de neutrinos), y nuestro ministro-astronauta Pedro Duque. LST-1: un nuevo gran telescopio que brilla en La Palma

      Saludos.
      Última edición por Alriga; 13/10/2018, 12:19:53.
      "Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch! "

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      • #4
        ESO albergará en Paranal el Conjunto de Telescopios Cherenkov-Sur

        Escrito por Alriga Ver mensaje
        • En CTA sur, (desierto de Atacama, Chile) habrá 4 LSE de 23 m de diámetro cada uno, 25 MST de 12 m de diam. cada uno y más de una cincuentena de SST de 4 m de diám. cada uno.
        El 19 de diciembre de 2018, Federico Ferrini, Director del CTAO (Observatorio Cherenkov Telescope Array), se reunió con el Director General de ESO, Xavier Barcons, en las oficinas de ESO en Santiago (Chile). Junto con el Director de Operaciones de ESO, Andreas Kaufer, y otros miembros del personal de ESO, se firmó el acuerdo para la construcción y operaciones del conjunto sur de CTA dentro de las instalaciones de Paranal de ESO, en el norte de Chile.

        Xavier Barcons: “La amplia experiencia de ESO en el mantenimiento y operaciones de conjuntos de telescopios en zonas remotas será muy valiosa para el proyecto CTA”.


        La ubicación austral del CTA (Cherenkov Telescope Array) está a tan solo 11 kilómetros al sudeste de la ubicación del VLT (Very Large Telescope), en el Observatorio Paranal de ESO, en el desierto de Atacama, y a solo 16 kilómetros del lugar de construcción del próximo ELT (Extremely Large Telescope). Esta es una de las regiones más secas y aisladas en la tierra, un paraíso astronómico. Además de las condiciones ideales para la observación durante todo el año, instalar el CTA en el Observatorio Paranal le proporciona las ventajas de poder aprovechar la infraestructura de ESO. Tanto las infraestructuras y servicios existentes como la amplia experiencia de ESO encabezando proyectos astronómicos internacionales en Chile, serán un respaldo para la construcción y operación del nuevo conjunto de telescopio.

        “Gracias a los acuerdos firmados hoy, el CTAO no solo se beneficiará del espectacular cielo nocturno de Chile, sino también de las instalaciones y de la dilatada experiencia de ESO, que será una valiosa contribución a la realización de este ambicioso sistema de telescopios”, afirma Federico Ferrini. “La colaboración entre ESO y el CTAO servirá como piedra angular en esta época de rápido crecimiento de la astrofísica multimensajero, proporcionando una oportunidad para establecer más colaboraciones con otras grandes infraestructuras, como ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array), SKA (Square Kilometre Array) y los interferómetros de ondas gravitacionales de tecnología punta”.

        El alcance científico de CTA es muy amplio: desde entender el papel de las partículas cósmicas relativistas hasta la búsqueda de materia oscura. CTA explorará el universo extremo, sondeando entornos que van desde las inmediaciones de los agujeros negros a los vacíos cósmicos en las escalas más grandes. Incluso puede llevarnos a una nueva física que estudie la naturaleza de la materia y las fuerzas más allá del modelo estándar.

        Más de 1400 científicos e ingenieros de países de los cinco continentes participan en el desarrollo científico y técnico del CTA. Los socios de la entidad jurídica actual — CTAO gGmbH – son los representantes de los ministerios y organismos de financiación de Alemania, Australia, Austria, Eslovenia, España, Francia, Italia, Japón, Países Bajos, Reino Unido, República Checa, Sudáfrica y Suiza.



        Y también deseo a toda la comunidad de La web de Física, ¡¡¡¡ FELIZ NAVIDAD Y PRÓSPERO AÑO NUEVO !!!!

        Saludos.
        Última edición por Alriga; 24/12/2018, 10:16:10. Motivo: FELIZ NAVIDAD
        "Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch! "

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        • #5
          Re: Cherenkov Telescope Array

          Escrito por Alriga Ver mensaje
          ... además de otros instrumentos como High Energy Stereoscopic System (HESS) ...
          "Parecen dinosaurios mecánicos modernos, pero son unos ojos enormes que observan el firmamento. El High Energy Stereoscopic System (HESS) es un observatorio constituido por cuatro telescopios reflectores de 12 metros de diámetro que rodean un telescopio con un espejo de 28 metros. Están diseñados para detectar los parpadeos de luz azul -la radiación de Cherenkov – emitidos cuando las partículas cargadas se mueven un poco más rápidamente que la velocidad de la luz en el aire.
          El HESS opera desde 2003 en Namibia, ha investigado la materia oscura y ha descubierto más de 50 fuentes que emiten radiaciones de alta energía, como los restos de supernova y los centros de galaxias que contienen agujeros negros supermasivos.
          Publicada el pasado septiembre, esta secuencia time lapse muestra los telescopios HESS mientras giran y observan la Vía Láctea y las nubes de Magallanes, así como algunos satélites que orbitan la Tierra
          "

          Muy, muy bonito vídeo:


          Copyright: Vikas Chander. Credit: H.E.S.S. Telescope Collaboration

          Saludos.
          Última edición por Alriga; 08/01/2019, 20:54:58.
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          • #6
            Re: Cherenkov Telescope Array

            Hoy acabo de enterarme de una nueva aplicación muy curiosa de los Telescopios de Efecto Cherenkov que me ha sorprendido, medir el diámetro de estrellas lejanas mediante ocultaciones por asteroides:

            El tamaño angular de una estrella es un factor crítico para determinar sus propiedades básicas. La medición directa de los diámetros angulares estelares es difícil: a distancias interestelares, las estrellas son generalmente demasiado pequeñas para ser resueltas por cualquier telescopio óptico individual.
            Esta limitación fundamental se puede superar estudiando el patrón de difracción en la sombra proyectada cuando un asteroide oculta una estrella, pero solo cuando la incertidumbre fotométrica es menor que el ruido agregado por el centelleo atmosférico.
            Los telescopios Cherenkov atmosféricos utilizados para la observación de partículas astrofísicas no se han explotado generalmente para la astronomía óptica debido a la calidad óptica modesta de la superficie de sus espejos. Sin embargo, su gran área de espejo los hace muy adecuados para tales mediciones de fotometría de precisión de alta resolución.
            Aquí mostramos dos ocultaciones de estrellas observadas por los cuatro telescopios VERITAS Cherenkov con muestreo de milisegundos, desde donde podemos proporcionar una medida directa del diámetro angular de las estrellas ocultadas en la escala de ≤ 0,1 miliarcosegundos. Esta es una resolución nunca antes alcanzada con mediciones ópticas y representa orden de mejora de 1 magnitud sobre el método equivalente mediante ocultación lunar.
            Comparamos el radio estelar resultante con estimaciones derivadas empíricamente de mediciones de temperatura y brillo, confirmando que este método puede ser muy útil para estrellas con clasificaciones estelares ambiguas.

            En concreto han sido capaces de medir el diámetro de una gigante roja a 2674 años luz de distancia y de una estrella del tamaño del Sol a 700 años luz.

            Primero usando los cuatro grandes telescopios VERITAS del Observatorio Fred Lawrence Whipple en Arizona, el equipo pudo detectar claramente el patrón de difracción de la estrella TYC 5517-227-1 cuando fue ocultada por el asteroide Imprinetta de 60 kilómetros de diámetro el 22 de febrero de 2018. Los telescopios VERITAS permitieron tomar 300 instantáneas cada segundo. A partir de estos datos, el perfil de brillo del patrón de difracción se pudo reconstruir con alta precisión, dando como resultado un diámetro angular o aparente de la estrella de 0,125 miliarcosegundos. Junto con su distancia de 2674 años luz, esto significa que el verdadero diámetro de la estrella es once veces el de nuestro sol: este resultado clasifica a la estrella, cuya clase era ambigua antes, como una estrella gigante roja.

            Los investigadores repitieron la hazaña tres meses después, el 22 de mayo de 2018, cuando el asteroide Penélope, con un diámetro de 88 kilómetros, ocultó la estrella TYC 278-748-1. Las medidas resultaron en un tamaño angular de 0,094 miliarcosegundos y un diámetro verdadero de 2,17 veces el de nuestro sol. Esta vez, el equipo pudo comparar el diámetro con una estimación anterior basada en otras características de la estrella que había colocado su diámetro en 2,173 veces el diámetro solar, una excelente coincidencia, aunque la estimación anterior no se basó en una medición directa.

            Este es el tamaño angular más pequeño de una estrella medido directamente hasta ahora. La ocultación de estrellas por asteroides observada con los telescopios Cherenkov ofrece una resolución diez veces mejor que el método estándar de ocultación lunar. Además, es al menos el doble de nítido que las mediciones de tamaño interferométrico disponibles. La incertidumbre de estas mediciones es de alrededor del diez por ciento y se espera que esto se pueda mejorar notablemente optimizando la configuración, por ejemplo, reduciendo la longitud de onda de los colores grabados, dado que las diferentes longitudes de onda se difractan de manera diferente, el patrón se “mancha” si se registran demasiados colores al mismo tiempo.

            Este estudio piloto establece un nuevo método para determinar el verdadero diámetro de las estrellas. Los científicos estiman que utilizando los telescopios adecuados se podría ver más de una ocultación por asteroides por semana. Dado que la misma estrella se ve más pequeña cuanto más lejos está, moverse a diámetros angulares más pequeños también significa extender el rango de observación. Se estima que este nuevo método puede analizar estrellas hasta diez veces más lejos de lo que permite el método estándar de ocultación lunar. En conjunto, la técnica puede proporcionar datos suficientes para estudios de población estelar.

            Fuentes:

            Direct measurement of stellar angular diameters by the VERITAS Cherenkov Telescopes

            Asteroids help scientists to measure the diameters of far away stars. New technique doubles resolution of angular size measurements

            A ver si los MAGIC españoles se animan y empiezan también a realizar medidas de este tipo.

            Saludos.
            Última edición por Alriga; 16/04/2019, 21:58:29. Motivo: Corregir enlace
            "Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch! "

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            • #7
              Re: Cherenkov Telescope Array: entrevista al científico japonés Takaaki Kajita

              Escrito por Alriga Ver mensaje
              ... La inauguración de LST-1, con la presencia del Premio Nobel de Física 2015 Takaaki Kajita, (por el descubrimiento de las oscilaciones de neutrinos) ...
              Ayer el Instituto de Astrofísica de Canarias publicó esta entrevista al científico japonés Takaaki Kajita, uno de los principales expertos mundiales en física de neutrinos. Actualmente es director del Instituto para la Investigación de Rayos Cósmicos (ICRR) de la Universidad de Tokio y es promotor de varios proyectos internacionales para el desarrollo de la astronomía multimensajero, como el detector HyperKamiokande, el Interferómetro de Ondas Gravitacionales Kagra o la Red de Telescopios Cherenkov (CTA) protagonista de este hilo.

              Comparto el vídeo, al que se le pueden activar subtítulos en español:


              Saludos
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              • #8
                Primera detección de fotones de más de 100 TeV de una fuente astrofísica identificada.

                Escrito por Alriga Ver mensaje
                ... Los MAGIC tienen una sensibilidad de detección de 30 GeV – 100 TeV ...
                Para mayores energías se usan matrices de contadores de centelleo, como por ejemplo Tibet AS-gamma Experiment que dispone de 697 contadores de centelleo en una matriz separados por una distancia de 7.5 metros y de 36 contadores de centello separados por 15 metros. Ello le permite detectar fotones gamma de energía de hasta varios centenares de TeV con una precisión en la posición de 1 grado de diámetro.

                Haz clic en la imagen para ampliar

Nombre:	D20190614-Tibet-AS-gamma-Experiment-580x209.jpg
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Tamaño:	39,7 KB
ID:	304560

                Desde hace varios años los detectores de gammas, (como los MAGIC protagonistas de este hilo), vienen observando fotones gamma procedentes de la Nebulosa del Cangrejo, fotones de esa procedencia (el pulsar que reside en su interior) de energía superior a 10 TeV han sido detectados con 18.3 sigmas de significación estadística.



                Haz clic en la imagen para ampliar

Nombre:	D20190614-arxiv-1906-05521-crab-photons-cherenkov-telescopes-hegra-magic-hess-tibet-asgamma-580x.png
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Tamaño:	67,1 KB
ID:	304561

                Ahora por vez primera el Tibet ASγ Observatory ha observado 26 gammas procedentes de la nebulosa del cangrejo con más de 100 TeV de energía cada uno con una confianza estadística de 5.6 sigmas. Es la primera vez que se detectan fotones de más de 100 TeV de una fuente astrofísica identificada. El artículo científico es: First Detection of Photons with Energy Beyond 100 TeV from an Astrophysical Source

                La Mula Francis ha escrito un post sobre el tema: La primera detección de fotones con más de 100 TeV de una fuente astrofísica

                Saludos.
                "Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch! "

                Comentario


                • #9
                  El sueño "MAGIC": 15 años observando el Universo extremo

                  Escrito por Alriga Ver mensaje
                  ... Desde hace varios años los detectores de gammas, (como los MAGIC protagonistas de este hilo), vienen observando fotones gamma procedentes de la Nebulosa del Cangrejo, fotones de esa procedencia (del pulsar que reside en su interior) de energía superior a 10 TeV, han sido detectados con 18.3 sigmas de significación estadística ...
                  Escrito por pod Ver mensaje
                  Debo reconocer que los MAGIC son mis telescopio de rayos gama fetiche ...
                  Si estabas por ahí enredando cuando los construyeron igual sales en alguna foto : "The MAGIC dream: 15 years observing the most extreme Universe" (Celebrating the 15th anniversary of the MAGIC telescopes)



                  Saludos.
                  Última edición por Alriga; Ayer, 11:14:25. Motivo: Presentación
                  "Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch! "

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                  • #10
                    Estallido de muy alta energía observado por los MAGIC (Telescopios de Efecto Cherenkov)

                    Los estallidos de rayos gamma (GRB, “gamma ray bursts”) son las apariciones de fotones más violentas en el universo y aparecen repentinamente en el cielo, con una cadencia aproximada de una vez al día. Se cree que podrían ser el resultado del colapso de estrellas masivas o de la fusión de estrellas de neutrones en galaxias distantes pero no se sabe con seguridad. Normalmente hay un destello inicial muy brillante, llamado emisión rápida, que dura desde una fracción de segundo hasta unos pocos cientos de segundos. Esta emisión rápida viene acompañada de post-luminiscencia, una emisión más débil, pero de mayor duración en un amplio rango de longitudes de onda.

                    El 14 de enero de 2019 dos satélites espaciales, el Neil Gehrels Swift Observatory y el Fermi Gamma-ray Space Telescope, descubrieron independientemente un GRB. Al estallido se le designó como GRB 190114C y en tan solo 22 segundos, su posición en el cielo se publicó en forma de alerta electrónica a los astrónomos de todo el mundo, incluida la Colaboración MAGIC, que opera dos telescopios Cherenkov de 17 metros de diámetro ubicados en el Observatorio del Roque de los Muchachos (isla de La Palma, España). Allí un sistema automático procesa en tiempo real las alertas de GRB que envían los satélites y hace que los telescopios MAGIC apunten inmediatamente a la posición del cielo donde se ha producido el GRB: los MAGIC empezaron a observar GRB 190114C tan sólo 50 segundos después de su inicio.

                    El análisis de los datos recogidos durante las primeras decenas de segundos, reveló la emisión de fotones en la post-luminiscencia que alcanzaronn energías de TeV, un billón de veces más energéticos que la luz visible, cuyo rango es 1.55 - 3.10 eV. Durante este tiempo, la emisión de fotones de TeV de GRB 190114C fue 100 veces más intensa que la fuente estable más brillante conocida en estas energías, la Nebulosa del Cangrejo. Así, GRB 190114C ha pasado a ostentar el récord de ser la fuente más brillante conocida de fotones de TeV. La emisión se desvaneció rápidamente con el tiempo, igual que la post-luminiscencia observada a energías más bajas. Los últimos destellos vistos por MAGIC finalizaron media hora después.

                    Por primera vez, la Colaboración MAGIC anunció la detección inequívoca de fotones de TeV de un GRB a la comunidad internacional de astrónomos sólo unas horas después de las alertas enviadas por los satélites, tras una cuidadosa verificación de los datos preliminares. Esto facilitó una extensa campaña de observaciones en múltiples longitudes de onda del GRB 190114C, con la contribución de más de dos docenas de observatorios e instrumentos, proporcionando una cobertura completa de este GRB desde la banda de radio hasta las energías TeV. En particular, las observaciones ópticas permitieron medir el tiempo de viaje de los fotones desde que se generaron en el GRB 190114C, ubicado en la constelación de Fornax, en aproximadamente unos 4.500 millones de años.

                    ¿Qué mecanismo físico está detrás de la producción de los fotones de TeV detectados por MAGIC? Las energías son mucho más altas de lo que se puede esperar de la radiación sincrotrón, causada por los electrones de alta energía en movimiento dentro de campos magnéticos. Este proceso se considera responsable de la emisión que se había observado anteriormente a energías más bajas en la post-luminiscencia de los GRBs.

                    El análisis detallado de los datos apunta a que el mecanismo responsable de esta emisión es el proceso Compton Inverso, en el cual los electrones transfieren energía al colisionar con la población de fotones existentes, haciéndolos más energéticos.


                    MAGIC ha elaborado dos documentos científicos que analizan GRB 190114C, que fueron publicados ayer en la prestigiosa revista NATURE:

                    Teraelectronvolt emission from the γ-ray burst GRB 190114C

                    Observation of inverse Compton emission from a long γ-ray burst

                    Noticia leída en MAGIC telescopes observes most violent gamma-ray burst to date. Gamma-ray burst with ultra power

                    Otros estudios relacionados: The physical conditions of the afterglow implied by MAGIC's sub-TeV observations of GRB 190114C

                    Saludos.
                    Última edición por Alriga; Ayer, 11:59:27.
                    "Das ist nicht nur nicht richtig, es ist nicht einmal falsch! "

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