Figura 1. Visão em múltiplos comprimentos de onda da Nebulosa do Caranguejo e do pulsar do Caranguejo - o ponto brilhante no centro da imagem. Crédito:NASA, ESA, G. Dubner (IAFE, CONICET-Universidade de Buenos Aires) et al .; A. Loll et al .; T. Temim et al .; F. Seward et al .; VLA / NRAO / AUI / NSF; Chandra / CXC; Spitzer / JPL-Caltech; XMM-Newton / ESA; Hubble / STScI
Entre janeiro e fevereiro de 2020, o protótipo Large-Sized Telescope (LST), o LST-1, observou o Pulsar do Caranguejo, a estrela de nêutrons no centro da Nebulosa do Caranguejo. O telescópio, que está sendo comissionado no site CTA-Norte na ilha de La Palma nas Ilhas Canárias, estava realizando corridas de engenharia para verificar o desempenho do telescópio e ajustar os parâmetros operacionais.
Os pulsares giram muito rapidamente e são estrelas de nêutrons fortemente magnetizadas que emitem luz na forma de dois feixes, que pode ser observado da Terra apenas ao passar nossa linha de visão. Embora a detecção de emissões fortes e constantes ou explosões de fontes de raios gama com Telescópios Cherenkov Atmosféricos de Imagens (IACTs) tenha se tornado rotina, Os pulsares são muito mais difíceis de detectar devido aos seus sinais fracos e ao domínio típico do sinal de raios gama em primeiro plano das nebulosas circundantes. Apesar de centenas de horas de observações por IACTs em todo o mundo, apenas quatro pulsares que emitem sinais no regime de raios gama de alta energia foram descobertos, até aqui. Agora que o LST-1 mostrou que pode detectar o pulsar do Caranguejo, ele se junta ao campo de telescópios capazes de detectar pulsares de raios gama, validar o sistema de carimbo de data / hora e o desempenho de baixo consumo de energia do telescópio.
"Este marco nos mostra que o LST-1 já está apresentando um desempenho extraordinário, detectar uma fonte desafiadora em tempo recorde, "diz Masahiro Teshima, Diretor do Instituto Max-Planck de física em Munique e investigador principal do LST. "Pulsares são um dos principais alvos científicos dos LSTs, e é emocionante imaginar o que seremos capazes de alcançar quando o telescópio estiver totalmente comissionado e operacional. "
Figura 2:Fasograma do Pulsar do Caranguejo medido pelo LST-1. O pulsar é conhecido por emitir pulsos de raios gama durante as fases P1 e P2. A significância mostrada é calculada considerando a emissão da fonte dessas fases (em vermelho) e eventos de fundo das fases em cinza. Crédito:Colaboração LST
O conjunto de dados coletados inclui 11,4 horas de oito noites de observação. A Figura 2 mostra o fasograma resultante, traçar os eventos de raios gama como uma função da fase de rotação do pulsar. Nas regiões de fase marcadas como P1 e P2, mais raios gama são esperados conforme o pulsar do Caranguejo emite em direção à Terra. A emissão detectada em todas as fases (marcada em verde na Figura 2) é uma mistura de diferentes contribuições de fundo, incluindo a emissão constante irredutível da Nebulosa do Caranguejo. O sinal detectado com o LST-1 (marcado em vermelho na Figura 2) é inegavelmente significativo para a fase P2, enquanto o sinal durante P1 ainda é marginal. A animação da Figura 3 destaca o comportamento do pulso da fonte durante as diferentes fases.
Sobre o LST
O Large-Sized Telescope (LST) é um dos três tipos de telescópio a ser construído para cobrir toda a faixa de energia do CTA (20 GeV a 300 TeV). LSTs dispostos no centro de ambos os arranjos do hemisfério norte e sul cobrirão a sensibilidade de baixa energia entre 20 e 150 GeV. Cada LST é um telescópio gigante de 23 metros de diâmetro com uma área de espelho de cerca de 400 metros quadrados e uma câmera fina pixelizada feita de 1855 sensores de luz capazes de detectar fótons individuais com alta eficiência. Embora o LST tenha 45 metros de altura e pese cerca de 100 toneladas, é extremamente ágil, com a capacidade de reposicionar em 20 segundos para capturar breves, sinais de raios gama de baixa energia. Tanto a velocidade de reposicionamento rápido quanto o limite de baixa energia fornecido pelos LSTs são críticos para os estudos do CTA de fontes de raios gama transitórias em nossa própria galáxia e para o estudo de núcleos galácticos ativos e rajadas de raios gama em alto redshift.
Telescópio protótipo LST, o LST-1, localizado no site CTA-Norte no Observatorio del Roque de los Muchachos do Instituto de Astrofisica de Canarias (IAC), na ilha de La Palma. Crédito:Tomohiro Inada
A colaboração LST, é composto por mais de 200 cientistas de 11 países:Brasil, Bulgária, Croácia, França, Alemanha, Índia, Itália, Japão, Polônia, Espanha e Suíça. O LST-1, o primeiro telescópio construído em um site CTA, foi inaugurado em outubro de 2018 e vem passando por testes de comissionamento desde então. Logo após a inauguração, o protótipo detectou sua 'primeira luz' na noite de 14 a 15 de dezembro de 2018, e detectou seu primeiro sinal de raios gama da Nebulosa do Caranguejo em novembro de 2019 em sua primeira tentativa.
O LST-1 foi recentemente aprovado na Revisão Crítica do Projeto (CDR) pelo Observatório do CTA (CTAO), o primeiro elemento CTA a passar por tal revisão. Prevê-se que o telescópio se torne o primeiro telescópio CTAO assim que o CDR for fechado e for formalmente aceito pelo CTAO, que é esperado em 2021.
