Odlični prvi rezultati

Hrvatski znanstvenici teleskopom LST-1 prepoznali najudaljeniju aktivnu galaktičku jezgru

Hrvatski znanstvenici teleskopom LST-1 prepoznali najudaljeniju aktivnu galaktičku jezgru
26.12.2023.
u 18:09
Samo devet kvazara poznato je na vrlo visokim energijama gama zraka, a OP 313 je sada deseti. Kvazare je teško detektirati na vrlo visokim energijama  gama zraka jer su jako udaljeni. U ovom slučaju, OP 313  ima izmjereni pomak ka crvenom 0,997 a što ukazuje da je svjetlosti treba oko 8 milijardi godina da stigne da naših teleskopa
Pogledaj originalni članak

Znanstvena kolaboracija Large Sized Telescope (LST) objavila je putem kanala Astronomer's Telegram prepoznavanje izvora OP 313 na vrlo visokim energijama teleskopom LST-1. Ovaj izvor bio je poznat na nižim energijama ali nikada nije bio prepoznat na energijama elektromagnetskog zračenja iznad 100 GeV, tako da je ovo prvo znanstveno otkriće teleskopa LST-1. Treba podvući kako je LST-1 službeno još tek prototip, službeno, dakle, nije u statusu 'gotovog proizvoda'. No, ipak, ovim rezultatima, OP 313 postaje najudaljenija aktivna galaktička jezgra ikada prepoznata teleskopom te ujedno potvrđuje iznimne performanse prototipa teleskopa LST.

Ovaj je teleskop još u fazi puštanja u rad na sjevernom opservatoriju CTAO, Cherenkov Telescope Array Observatory, Niza Čerenkovljevih teleskopa, na Kanarskom otoku La Palma u Španjolskoj. Kolaboraciju LST čini preko 400 znanstvenika i inženjera iz 67 različitih institucija iz dvanaest zemalja. U njoj, dakle, u razvoju i korištenju ovog teleskopa, sudjeluju i hrvatski znanstvenici.

- Biti dio međunarodnog tima sastavljenog od uglednih znanstvenih institucija diljem svijeta, izazovno je iskustvo, posebno kada ste odgovorni za razvoj jednog dijela iznimno složenog instrumenta kao što je teleskop LST-1. Ukupna ulaganja u izgradnju teleskopa LST-1 iznose oko 10 milijuna EUR, a naša ulaganja u nabavu opreme za sustave za koje smo odgovorni su samo 20,000.00 EUR (0.2 %) a ipak su ključni za uspješan rad teleskopa.

- Obrazovanje doktoranada u ovakvoj međunarodnoj kolaboraciji koja zahtjeva gotovo svakodnevnu suradnju i koordinaciju da se ispune preuzete obveze i da se ostvare strogo propisane performanse je jedna dodatna kvaliteta u profesionalnim razvoju mladih znanstvenika. Zahtjevno je, izazovno  i lijepo iskustvo biti dio tima koji gradi novi znanstveni instrument, kojeg ne možete naručiti preko Amazona. Imao sam tu sreću da sam sudjelovao u svim fazama razvoja i izgradnje CMS detektora na CERN-u, koji je detektirao Higgsov bozon a sada evo i prvog teleskopa nove generacije za detekciju visokoenergijskog gama zračenja u okviru kolaboracije CTA, rekao nam je prof. dr. sc. Nikola Godinović, redoviti profesor na Fakultetu elektrotehnike strojarstva i brodogradnje Sveučilišta u Splitu. Dodao je kako je od otkrića najudaljenijeg kvazara ovim teleskopom LST-1, još bitnije znati da se desetgodišnji trud i rad nekoliko stotina znanstvenika, inženjera i doktoranada na dizajnu i izgradnji jednog složenog instrumenta isplatio, jer su ostvareni zahtjevi dizajna koji ukazuju da će biti još ovakvih otkrića te da će uskoro budući CTAO opservatorij dati još detaljnije i oštrije slike fizikalnih procesa koji se zbivaju u blizi crnih rupa i neutronskih zvijezda i tako omogućiti studiranje najsilovitijih procesa u svemiru

OP 313 je kvazar, tipa AGN, Active Galactic Nuclei, čiji se sjaj u području radio valova ne mijenja mnogo u rasponu radio frekvencija. Kvazari su iznimno svijetli i udaljeni objekti  koji se smatraju jednim od najsjajnijih i najenergičnijih fenomena u poznatom svemiru. Izvori emisije kvazara su središta  galaksija, gdje supermasivna crna rupa proždire materijal iz svoje okoline, stvarajući moćne akrecijske diskove  i mlazove svjetla i relativističkih čestica uslijed tvari koja se urušava. LSTjem-1 je ovaj izvor promatran između 10. i 14. prosinca, 2023. godine, nakon što je primio dojavu od satelita Fermi-LAT koji je detektirao neobično visoku aktivnost u području gama-zraka niskih energija, potvrđenu različitim instrumentima i u optičkom području.

Kroz  četiri dana opažanja, kolaboracija LST uspjela je detektirati izvor iznad 100  GeV (sto milijardi elekronvolti), 1 GeV je energije milijardu puta veća od energije vidljive svjetlosti, koja izaziva osjet vida u ljudskom oku.

- Već kao djevojčica sam bila jako zainteresirana za astronomiju, pa mi je tata ponudio kupiti vlastiti amaterski teleskop. Rekla sam mu da radije ne troši novce na to, jer mi je draže koristiti teleskope Akademskog astronomskog društva Rijeka zajednički s istomišljenicima, pa se na taj način družimo i zajednički učimo. Taj sam stav zadržala i u profesionalnom radu. Kroz suradnju u međunarodnoj kolaboraciji i hrvatskoj grupi na dizajnu i izradi teleskopa LST, te sad i njegovom korištenju u svrhu ovakvih uzbudljivih znanstvenih istraživanja, zajednički učimo, postižemo puno više, i rastemo ne samo kao znanstvenici već i kao osobe. A kad surađujemo sa studentima i njih uključujemo u međunarodne suradnje s ljudima iz cijelog svijeta, onda sve to dobija dublji i dugoročniji smisao, rekla nam je prof. dr. sc. Dijana Dominis Prester, astrofizičarka na Fakultetu za fiziku Sveučilišta u Rijeci koja s prof. Godinovićem i drugim hrvatskim znanstvenicima radi na teleskopu LST.

Samo devet kvazara je poznato na vrlo visokim energijama gama zraka, a OP 313 je sada deseti. Kvazare je teško detektirati na vrlo visokim energijama  gama zraka jer su jako udaljeni. U ovom slučaju, OP 313  ima izmjereni pomak ka crvenom 0,997 a što ukazuje da je svjetlosti treba oko 8 milijardi godina da stigne da naših teleskopa a što ga čini najudaljenijim AGN izvorom i drugim najudaljenijim izvorom ikada detektiranim na vrlo visokim energijama gama zraka.

Naime, što je izvor udaljeniji, to ga je teže  detektirati na vrlo visokim energijama zbog ekstragalaktičke pozadinske svjetlosti, kolektivne svjetlosti emitirane od svih objekata izvan Mliječne staze koja se proteže preko više valnih duljina, od infracrvene, vidljive do ultraljubičaste. Intenzitet gama zraka vrlo visokih energija, slabi uslijed interakcije s ekstragalaktičkim pozadinskim svjetlom i to izraženije što je energija gama zraka veća te  je izazov teleskopom prepoznati ovakve izvore.

Teleskop  LST-1 je optimiziran da ima što veću osjetljivost u području niskih energija  između 20 i 150 GeV te je intenzitet gama-zrake u ovom području energija manje oslabljen od strane ekstragalaktičkog  pozadinskog svjetla (EBL). Ovakve performanse omogućile su da kolaboracija LST po prvi puta  proučava ovaj izvor na energijama od desetak GeV-a. Kolaboracija LST nastavit će promatrati ovaj izvor teleskopom LST-1 kako bi prikupila što više podataka a što će  omogućiti precizniju analizu koja će  doprinijeti boljem razumijevanju ekstragalaktičkog pozadinskog svijetla te omogućiti proučavanje magnetskih polja unutar ovog tipa izvora. Teleskopi LST su optimizirani za detekciju gama zraka niskih energija između 20 i 150 GeV.

Svaki LST teleskop je golem, s promjerom reflektora od 23 metra što čini da je ukupna površina zrcala oko 400 kvadratnih metara a opremljen je kamerom sastavljenom od 1855 senzora svjetlosti koji su u stanju detektirati pojedinačne fotone s velikom efikasnošću. Iako LST ima ukupnu visinu od 45 metara  i teži oko 100 tona, iznimno je okretan, s mogućnošću usmjeravanja unutar 20 sekundi u bilo koji dio neba, kako bi detektirao  kratkotrajne, prolazne izvore gama zraka niskih energija.

Što je teleskop LST, Large Size Telescope

LST je jedan od tri tipa teleskopa koji će biti izgrađeni kako bi pokrili cijeli raspon energija od 20 GeV do 300 TeV opservatorija Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO), Niza Čerenkovljevih teleskopa. Četiri teleskopa LST bit će raspoređena u središtu niza teleskopa na sjevernoj hemisferi na otoku La Palma, Španjolska. Također je osigurano financiranje dva LST teleskopa koji će biti smješteni na južnom  CTAO opservatoriju. Jako brzo usmjeravanje i osjetljivost u području niskih energija čini teleskope LST ključnim za studiranje kratkotrajnih, prolaznih  izvora gama zraka u našoj galaksiji i na velikim kozmološkim udaljenostima, kao i za proučavanje aktivnih galaktičkih jezgara. Prototip LST-1, nalazi se na sjevernom CTAO opservatoriju i trenutno je u fazi puštanja u rad. Očekuje se da će postati prvi teleskop opservatorija CTAO nakon što njegovo puštanje u rad bude završeno i službeno prihvaćeno. Znanstvenici iz Hrvatske (Rijeka, Split i Osijek)  su članovi kolaboracije LST koji su doprinijeli svim fazama razvoja teleskopa LST-1, dizajnu, izgradnji, puštanju u rad i analizi podataka. Na FESB-u u Splitu, dizajniran je, testiran i razvijen sustav za kalibriranje pogonskih motora za usmjeravanje teleskopa te precizno mjerenje usmjerenosti teleskopa. Tada doktorand a sad dr. sc. Darko Zarić, čiji je mentor bio prof. dr. sc. Nikola Godinović na FESB-u u Splitu,  dizajnirao je, testirao i razvio  sustav kojim se s preciznošću boljom  od 5 lučnih sekundi  (pomak od 0,7 milimetara na udaljenosti od 27 m)  deset puta u sekundi mjeri pomak kamere udaljene 27 metara od reflektora, te je uspješno instaliran na teleskop LST-1 i u potpunosti ispunjava zahtjeve dizajna. Za potrebe razvoja i  testiranja ovog sustava napravljen je  laboratorijski postav u Splitu, kako bi se napravila sva potrebna mjerenja prije njegove  isporuke i ugradnje  na teleskop LST-1. Drugi sustav, za precizno mjerenje i korekciju usmjerenosti teleskopa prilikom opažanja, razvija doktorand Toni Šarić, također na FESB-u u Splitu a u fazi je finog podešavanja i kalibracije. Na Sveučilištu u Rijeci, prof. dr. sc. Dijana Dominis Prester i doc. dr. sc. Saša Mićanović su su s doktorandima Lovrom Pavletićem i Mariom Pecimotikom koristeći superračunalo „Bura“  Monte Carlo simulacije  računali za optimizaciju performansi teleskopa, s naglaskom na karakterizaciju Zemljine atmosfere. Atmosfera je sastavni dio detektora eksperimenata koji koriste Čerenkovljeve teleskope, a te studije imaju i potencijalne primjene u istraživanjima atmosfere i zaštite okoliša, na čijem daljnjem razvoju i implementaciji aktivno radi riječka grupa. Studentica Doktorskog studija fizika Sveučilišta u Rijeci Jelena Strišković čiji je mentor izv. prof. dr. sc. Tomislav Terzić (Fakulteta za fiziku u Rijeci) , aktivno je doprinijela puštanju u rad i opažanjima teleskopom LST-1 kao voditeljica brojnih opažačkih smjena na prototipu LST-1 na Kanarskom otoku  La Palma. Održavanje visokih performansi teleskop te zahtjevno prikupljanje podataka, analiza  podataka te tehničke i znanstvene publikacije moguće su samo zahvaljujući zajedničkom  naporu cijele kolaboracije  LST. 

Pogledajte na vecernji.hr

Komentari 1

DU
Deleted user
18:25 26.12.2023.

Fantastična vijest, jer da Hrvatski znanstvenici teleskopom LST-1 nisu prepoznali najudaljeniju aktivnu galaktičku jezgru, ona ne bi ni postojala.