O protótipo ASTRI, o primeiro telescópio Schwarzschild-Couder a ser construído e testado, foi inaugurado em setembro de 2014 e está em fase de testes na estação de observação Serra La Nave, no Monte Etna, na Sicília. O ASTRI é um dos três designs de telescópio de pequeno porte propostos para o CTA. Crédito:Observatório Telsecope Cherenkov
Três classes de tipos de telescópio são necessárias para cobrir toda a faixa de energia muito alta do CTA (20 GeV a 300 TeV):Os telescópios de tamanho médio cobrirão a faixa de energia central do CTA (100 GeV a 10 TeV), enquanto os telescópios de grande porte e pequenos -size telescópios (SSTs) irão estender a faixa de energia abaixo de 100 GeV e acima de alguns TeV, respectivamente.
O telescópio ASTRI é um dos três projetos SST propostos sendo prototipados e testados para a matriz do hemisfério sul do CTA. O telescópio ASTRI usa uma configuração inovadora de espelho duplo Schwarzschild-Couder com um espelho primário de 4,3 m de diâmetro e um espelho secundário monolítico de 1,8 m. Em 1905, o físico e astrônomo alemão Karl Schwarzschild propôs um projeto para um telescópio de dois espelhos destinado a eliminar grande parte da aberração ótica no campo de visão. Esta ideia, elaborado em 1926 por André Couder, ficou adormecido por quase um século porque era considerado muito difícil e caro para construir. Em 2007, um estudo de Vladimir Vassiliev e colegas da Universidade da Califórnia em Los Angeles (UCLA) demonstrou a utilidade do projeto para telescópios Cherenkov atmosféricos.
O protótipo ASTRI, o primeiro telescópio Schwarzschild-Couder a ser construído e testado, foi inaugurado em setembro de 2014 e vem sendo testado na estação de observação Serra La Nave, no Monte Etna, na Sicília, desde então. Os desafios técnicos do design foram superados por avanços recentes, particularmente na tecnologia de espelho duplo, tornando-se uma implementação viável para a observação da luz Cherenkov.
A imagem 2 mostra o Polaris conforme observado pelo ASTRI com diferentes deslocamentos do eixo óptico do telescópio. As imagens gravadas têm aproximadamente o mesmo tamanho angular, cada um de uma direção de observação diferente no campo de visão (de 0 a 4,5 graus de cada lado em relação ao eixo óptico central). Essas imagens mostram que a função de dispersão de pontos ópticos do telescópio é aproximadamente constante em todo o campo de visão. Essas informações permitirão aos cientistas reconstruir a direção dos fótons de raios gama emitidos por fontes celestes.
“Esta é também a primeira vez que um telescópio Cherenkov com dois espelhos focais foi completamente caracterizado do ponto de vista opto-mecânico, "disse Giovanni Pareschi, astrônomo do INAF-Brera Astronomical Observatory e principal investigador do projeto ASTRI. "Este é um resultado importante, porque nos permite passar imediatamente para a próxima etapa - montar uma câmera Cherenkov até dezembro de 2016 e observar a primeira luz de raios gama com ASTRI. "
Polaris, a estrela do norte, conforme observado pela ASTRI com diferentes deslocamentos do eixo óptico do telescópio. As imagens gravadas têm aproximadamente o mesmo tamanho angular, cada um de uma direção de observação diferente no campo de visão (de 0 a 4,5 graus de cada lado em relação ao eixo óptico central). Essas imagens mostram que a função de dispersão de pontos ópticos do telescópio é aproximadamente constante em todo o campo de visão. Essas informações permitirão aos cientistas reconstruir a direção dos fótons de raios gama emitidos por fontes celestes. Crédito:Observatório Telsecope Cherenkov
O projeto ASTRI é liderado pelo Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF) com a colaboração de várias universidades italianas, o Instituto Nacional Italiano de Física Nuclear (INFN), Universidade de São Paulo no Brasil e North-West University na África do Sul.
Os SSTs superarão em número todos os outros telescópios, com 70 espalhados por vários quilômetros quadrados no hemisfério sul. Como os chuveiros de raios gama de alta energia (entre alguns TeV e 300 TeV) produzem uma grande quantidade de luz Cherenkov, basta construir telescópios com pequenos espelhos para captar essa luz. A ampla cobertura e o grande número dos SSTs, espalhados por uma grande área, irá melhorar as chances do CTA de detectar os raios gama de maior energia. O projeto Schwarzschild-Couder está sendo usado em dois protótipos CTA adicionais (o SST-2M GCT e o SCT), mas o ASTRI é o primeiro a demonstrar conclusivamente a viabilidade do sistema.