Журнал "Компьютерра" №725

На этой установке были проведены наблюдения сорока трех небесных объектов различного типа: пульсаров, остатков сверхновых звезд, источников гамма-квантов с энергией 108 эВ и др. Зарегистрировано гамма-излучение СВЭ E>2х1012 эВ от пульсара CP 1133, от рентгеновского источника Cyg X-3 и объекта Cas g-1 с высокой степенью достоверности. Детальный анализ результатов наблюдений показал, что два типа объектов можно уверенно считать источниками гамма-квантов СВЭ - это пульсары и источники гамма-излучения в области 108 эВ. Особое внимание было уделено рентгеновскому источнику Cyg X-3, который наблюдали в Крыму с 1972 года по 1980 год включительно. В результате девятилетних наблюдений был определен с высокой точностью период излучения в 4,8 часа и его производная. Показано, что как в гамма-излучении СВЭ, так и в рентгеновском излучении источника Cyg X-3 присутствует составляющая с периодом 328 суток.

Для уверенного обнаружения гамма-квантов сверхвысоких энергий от определенного объекта при наблюдениях на простейших гамма-телескопах (гамма-телескопы первого поколения), которые регистрировали только само наличие черенковской вспышки, требовалось очень длительное время регистрации, при наблюдениях некоторых источников достигавшее нескольких лет. Это очень сильно затрудняло поиск новых объектов и особенно исследование переменных источников гамма-квантов, хотя именно такие объекты являются типичными и самыми распространенными. Наибольшим препятствием для обнаружения и исследования источников гамма-квантов СВЭ является значительный фон космических лучей, заряженные частицы которых вызывают в атмосфере Земли черенковские вспышки, трудно отличимые от вспышек, вызванных гамма-квантами. Тем не менее различия между ними есть. Используя этот факт, многие группы исследователей построили новые, конструктивно более сложные, гамма-телескопы. Главная особенность современных гамма-телескопов (телескопы второго поколения) - это применение многоканальных камер, а следовательно, и возможность строить изображение черенковских вспышек.

Первый в мире сдвоенный гамма-телескоп второго поколения ГТ-48 (в нем насчитывается 48 зеркал) был построен в Крымской астрофизической обсерватории под руководством А. А. Степаняна (научный руководитель и главный конструктор проекта). Практические наблюдения в КрАО на этом гамма-телескопе (комплексной установке) были начаты в 1989 году.

Установка состоит из двух идентичных альт-азимутальных монтировок (секций) - северной (N) и южной (S), расположенных на расстоянии 20 м в направлении север-юг на высоте 600м над уровнем моря. На каждой монтировке установлено по шесть телескопов, которые здесь правильнее называть элементами. Оптика каждого элемента состоит из четырех 1,2-метровых зеркал, имеющих общий фокус. В фокальной плоскости каждого такого элемента расположен светоприемник (камера), состоящий из 37 фотоумножителей (37 ячеек), с помощью которого, собственно, и регистрируются изображения черенковских вспышек в видимой области спектра (300–600 нм).

Перед каждым фотоэлектронным умножителем (ФЭУ) помещен конический световод. Наружные поверхности окон световодов имеют форму шестигранников и вплотную прилегают друг к другу, так что весь свет, поступающий в светоприемник, попадает на катоды ФЭУ. Средний диаметр входного окна световодов определяет угол поля зрения одной ячейки (0,4 градуса). Сигналы от ячеек четырех элементов, направленных на один и тот же участок неба, линейно складываются, а вспышки регистрируются лишь в том случае, когда амплитуды сигналов, совпадающих по времени (в диапазоне 15 нс) в каких-либо двух из 37 каналов, превышают установленный порог.

Оставшиеся два элемента монтировки имеют фокусное расстояние 3,2 м и предназначены для регистрации вспышек ультрафиолетового излучения в области 200–300 нм. Светоприемниками там являются солнечно-слепые фотоумножители. Общая площадь зеркал на обеих монтировках (секциях) составляет 54 кв. м. Движение установки осуществляется системой управления с точностью ведения ±0,05 градуса. Наблюдения могут проводиться как в режиме совпадения между двумя секциями, так и независимо каждой секцией. Эффективная пороговая энергия регистрации гамма-квантов - 1 ТэВ. Управление телескопом ГТ-48 осуществляется с помощью персонального компьютера, соответствующие программы для которого были написаны сотрудниками нашей лаборатории.

Наблюдения на гамма-телескопах второго поколения проводятся в различных точках земного шара, однако таких телескопов во всем мире не больше десятка: три из них установлены в южном полушарии, остальные в северном, один из них - в Крымской астрофизической обсерватории (КрАО).

Глубже в землю - ближе к звездам!..

Применение эффекта Вавилова-Черенкова - именно в силу физических свойств возникающего излучения - позволяет решить непростую задачу пространственной локализации наблюдаемого источника излучения.