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