纳米比亚的H.E.S.S.伽玛射线望远镜新翻新的相机已经探测到来自宇宙粒子加速器的第一个信号:新相机记录下了Markarian 421作为第一个目标,这是大熊座中一颗著名的blazar。4亿光年之外的活跃星系核是在活跃状态下被探测到的,具有很高的意义。经过四年的开发、测试、生产和部署,这是由DESY领导的H.E.S.S. I相机升级项目的最后一个重大里程碑。这一成功也是对下一代伽玛射线天文台的重要考验,契伦科夫望远镜阵列CTA将使用相同的摄像技术。
当H.E.S.S.探索高能天空的奥秘时,它实际上并没有看到宇宙,而是在上层大气中。宇宙伽马射线在那里被吸收,并产生短暂、微弱、紫色的切伦科夫闪光,可以在地面上使用大型镜子和超高速电子设备探测到。每张图像的曝光时间短至16纳秒(十亿分之一秒),而H.E.S.S.每秒可以记录大约300次这样的事件。由于一些图像仅由少量光粒子(光子)组成,因此构建这种相机的技术要求非常具有挑战性。
在最初的h.e.s.s.i相机运行的十年中,它们脆弱的电子元件已经自然老化,这降低了它们的性能。与此同时,市场上可用的技术也得到了进一步的发展,比如更快的以太网解决方案,以及更小、更快的读出芯片。其中一种芯片是NECTAr芯片,它是为该领域的下一个大型实验CTA开发的。因此,在2012年,H.E.S.S.与他们在zeeuthen DESY的新合作者下了订单,与来自巴黎地区、莱斯特大学和阿姆斯特丹大学的同事们合作,利用这种芯片,设计了四台H.E.S.S. I相机的新型现代化版本。
工程师们不失时机地开发了一个整体的现代化概念,不仅预见了单个电子电路板的更换,而且还预见了更好的布线、气动和通风方案。第一台摄像机于2015年7月安装,其他三台摄像机于2016年9月被带到纳米比亚。“安装非常顺利。虽然这是一个非常孤立的工作环境,但在纳米比亚偏远的农村,团队表现非常出色,气氛非常好,”DESY升级项目负责人Stefan Klepser总结道。同时,我很高兴地说,我们在预算和时间范围内完成了任务。”
安装完成后,需要调整软件,建立网络连接,以及解决现实生活中意想不到的问题。2016年圣诞节前后,这些星系都适合观测,幸运的是,伽马射线天空中的老朋友马卡里安421 blazar据报道显示活动增加。尽管它位于北方天空,位于大熊座,但H.E.S.S.可以观测到它。科学家们将四个望远镜对准它,可以记录数千张图像。
Zeuthen DESY研究所的负责人Christian Stegmann总结道:“翻新后的相机首次大规模展示了NECTAr技术适用于太电子伏天文学。”“这让我们期待着h.e.s.的最后几年,新相机将在非常低和非常高的能量下为我们提供更好的性能。在下一个主要的伽玛射线天文台CTA中,DESY是一个重要的合作伙伴,这是一个充满希望的前景。”
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