NAJWIĘKSZE OBSERWATORIUM PROMIENIOWANIA GAMMA
Prace badawcze prowadzone w Instytucie Astronomii UMK, w zakresie astrofizyki wysokich energii, skupione są głównie w ramach międzynarodowego projektu H.E.S.S. (ang. High Energy Stereoscopic System). W projekcie tym bierze udział kilkadziesiąt instytucji badawczych z kilkunastu krajów, w tym również kilka polskich jednostek naukowych (CAMK PAN, IFJ PAN, UJ, UW, UMK).
Zespół projektu H.E.S.S. dysponuje największym na świecie naziemnym obserwatorium promieniowania gamma, które znajduje się w Namibii w południowo-zachodniej Afryce. W obserwatorium tym zbudowano cztery teleskopy o średnicy powierzchni zbierającej światło około 12 metrów oraz jeden instrument, którego powierzchnia jest równoważna zwierciadłu o średnicy 28 metrów! Jest to największy kiedykolwiek zbudowany, w pełni sterowany, teleskop zbierający światło widzialne (opis teleskopów H.E.S.S.).
Należy podkreślić, że instrument ten powstał również dzięki polskiemu zaangażowaniu w projekt H.E.S.S. W Polsce wykonano części mechaniczne systemu kolimacji zwierciadeł – łącznie 1000 sztuk kompletów tzw. kolimatorów, oraz sfinansowano zakup 84 (z 875) 90-centymetrowych luster, które tworzą powierzchnię zbierającą tego teleskopu. Instrumenty używane w obserwatorium projektu H.E.S.S. określa się mianem teleskopów Czerenkowa. Jest to związane z tym, że obserwują one tzw. promieniowanie Czerenkowa, generowane w atmosferze ziemskiej przez cząstki promieniowania kosmicznego lub fotony gamma. Można powiedzieć, że teleskopy Czerenkowa wykonują pomiary pośrednio, stosując w roli detektora ziemską atmosferę.
Badania prowadzone w ramach projektu H.E.S.S. można podzielić na trzy główne grupy tematyczne. Pierwsza z tych grup to poszukiwanie oraz obserwacje tzw. akceleratorów kosmicznych, czyli źródeł w których może być generowane promieniowanie kosmiczne. W tym celu prowadzi się obserwacje pozostałości po wybuchach supernowych, pulsarów i mgławic pulsarowych, rentgenowskich układów podwójnych, obszarów formowania się gwiazd, blazarów, radiogalaktyk i błysków gamma. Druga z grup tematyczny obejmuje badania związane z obserwacjami międzygalaktycznego tła promieniowania podczerwonego oraz pomiarami cech i struktury międzygalaktycznego pola magnetycznego. W badaniach tych wykorzystuję się głównie pomiary promieniowania obiektów pozagalaktycznych, takich jak aktywne jądra galaktyk. Trzecia obszar badań skupia się na testowaniu fundamentalnych teorii fizycznych, poprzez poszukiwanie śladów anihilacji cząstek ciemnej materii lub badanie niezmienności transformacji Lorentza.
Rezultaty badań prowadzonych w ramach projektu H.E.S.S. publikowane są zwykle w kilku lub nawet kilkunastu recenzowanych artykułach naukowych rocznie. Do najważniejszych prac, jakie się ukazały w ostatnich latach można zaliczyć:
- Abbott B.P., i in., w tym Katarzyński K. (2017) Multi-messenger Observations of a Binary Neutron Star Merger, ApJL 848, L12
- HESS Collaboration: Abramowski A. i in., w tym Katarzyński K. (2016) Acceleration of petaelectronvolt protons in the Galactic Centre, Nature 531, 476
- HESS Collaboration: Abramowski A. i in., w tym Katarzyński K. (2015) The exceptionally powerful TeV γ-ray emitters in the Large Magellanic Cloud, Science 347, 406
- Acciari V.A. i in., w tym Katarzyński K. (2009) Radio Imaging of the Very-High-Energy γ-Ray Emission Region in the Central Engine of a Radio Galaxy, Science 325, 444
- Acero F., i in., w tym Katarzyński K. (2009) Detection of Gamma Rays from a Starburst Galaxy, Science 326, 1080
Ze strony Instytutu Astronomii UMK w prace zespołu H.E.S.S. zaangażowany jest dr hab. Krzysztof Katarzyński, prof. UMK. (www)