切伦科夫望远镜阵列(CTA)将是在甚高能伽马射线(20 GeV - 300 TeV)范围内运行的最大的地面天文台。它将以位于两个地点(北半球和南半球)的100多个望远镜为基础。南部CTA阵列的能量覆盖范围将扩展到数百TeV,这要归功于70台小型望远镜(SST),其主镜直径约为4米,视场约为9度。建议CTA SST阵列的首批前兆之一将由九台应科院望远镜代表。他们的原型,名为应科院SST-2 M,安装在意大利。它目前正在完成整体调试,然后进入科学验证阶段,将观测明亮的TeV源,如蟹状星云,Mrk 421和Mrk 501,并将原型性能与Monte Carlo预测进行交叉检查。应科院的望远镜采用双镜光学设计,以史瓦西-库德(SC)配置为基础。焦平面相机是弯曲的,以适应SC设计的理想处方和传感器是小尺寸的硅光电倍增器读出的快速前端电子。安装在意大利的望远镜原型由意大利国家天体物理研究所(INAF)开发,采用端到端的方法,包括从整个硬件和软件系统的设计、建造和实施到最终科学产品的所有方面。系统的所有部件均设计为符合CTA要求。目前,INAF正在与圣保罗大学(巴西)、西北大学(南非)和意大利国家核物理研究所(Italian National Institute for Nuclear Physics)合作,为CTA南部站点安装第一台应科院望远镜。
英文摘要:
The Cherenkov Telescope Array (CTA) will be the largest ground-based observatory operating in the very-high-energy gamma-ray (20 GeV - 300 TeV) range. It will be based on more than one hundred telescopes, located at two sites (northern and southern hemispheres). The energy coverage, in the southern CTA array, will extend up to hundreds of TeV thanks to 70 small size telescopes (SST), with primary mirrors of about 4 meters in diameter and large field of view of the order of 9 degrees. It is proposed that one of the first sets of precursors for the CTA SSTs array will be represented by nine ASTRI telescopes. Their prototype, named ASTRI SST-2M, is installed in Italy. It is currently completing the overall commissioning before entering the science verification phase that will performed observing bright TeV sources as Crab Nebula, Mrk421 and Mrk 501 cross-checking the prototype performance with the Monte Carlo predictions. ASTRI telescopes are characterized by a dual-mirror optical design based on the Schwarzschild- Couder (SC) configuration. The focal-plane camera is curved in order to fit the ideal prescription for the SC design and the sensors are small size silicon photomultipliers read-out by a fast front-end electronics. The telescope prototype installed in Italy, has been developed by the Italian National Institute for Astrophysics, INAF, following an end-to-end approach that comprises all aspects from the design, construction and implementation of the entire hardware and software system to the final scientific products. All parts of the system have been designed to comply with the CTA requirements. A collaborative effort, addressed to the implementation of the first ASTRI telescopes for the CTA southern site, is now on-going led by INAF with the Universidade de Sao Paulo (Brazil), the North-West University (South Africa) and the Italian National Institute for Nuclear Physics.
Mirror production for the Cherenkov telescopes of the ASTRI Mini-Array and of the MST project for the Cherenkov Telescope Array
切伦科夫望远镜阵列(CTA)是TeV $γ$射线光谱区的下一个地面$γ$射线天文台,采用成像大气切伦科夫技术。它是以将近70台不同级别直径的望远镜为基础的- LST、MST和SST分别为23米、12米和4米-将安装在两个半球的两个地点(加那利群岛的拉帕尔马和智利的帕拉纳尔附近)。为了实现如此多望远镜的分段主镜,将生产数千个大于1 m $^2$的反射镜瓦。几乎与此同时,应科院正在特内里费(加那利群岛)实施微型阵列,由九个直径为4米的双镜切伦科夫望远镜组成(与SST非常相似)。我们利用冷玻璃塌陷复制技术完成了应科院MA的全部九台望远镜和两台MST望远镜(共400个部分)的镜面生产。介绍了大规模生产所取得的质量结果,并对所采用的检测方法和途径进行了讨论。它们对于MST和SST CTA望远镜的大规模生产(反射面近3000 m $^2$)的质量保证过程的采用和优化将非常有用。
应科院项目是意大利国家天体物理研究所(INAF)在切伦科夫望远镜阵列(CTA)国际项目背景下开发的旗舰项目。应科院致力于实现切伦科夫小型双镜望远镜(SST-2 M)的原型,然后实现由几个这样的单元组成的小型阵列。原型和所有必要的硬件设备预计将于2014年安装在Serra La Nave观测站(意大利卡塔尼亚)。即将到来的数据流将通过专门的(在线和离线)分析管道适当减少,旨在从应科院硅光电倍增管相机原始数据中提供强大和可靠的科学结果(信号检测,天空地图,光谱和光变曲线)。此外,还设想了一个灵活的存档系统,用于存储在数据整理直至最终科学产品的不同步骤中所获得的所有应科院(科学、校准、内务管理)数据。在这方面的贡献,我们提出的数据采集,分析管道和存档架构,将用于应科院SST原型。此外,数据管理系统的推广应用的情况下,应科院望远镜的小型阵列将进行讨论。
The ASTRI Project: prototype status and future plans for a Cherenkov dual-mirror small-telescope array
应科院(Astrofisica con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana)是意大利教育、大学和研究部的旗舰项目。在这一框架内,国家航空航天研究所目前正在开发CTA小型望远镜的宽视场(直径9.6度)端对端原型,专门用于研究从几分之一TeV到几十TeV的能量范围,并计划于2014年开始数据采集。为了获得紧凑的光学结构,切伦科夫望远镜将首次采用双反射镜Schwarzschild-Couder光学设计。第二个具有挑战性但创新的技术解决方案包括基于硅光电倍增器的模块化焦面相机,逻辑像素尺寸为6.2mm x 6.2mm。在这里,我们描述了该项目的当前状态,预期的性能,其可能的演变方面的SST微型阵列。这个CTA-SST的前身由几个SST组成,并与CTA国际合作伙伴合作开发,不仅可以仔细研究应科院采用的技术解决方案,还可以解决几个详细讨论的科学测试案例。
ASTRI(Astrofisica con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana)Mini-Array(MA)项目是由意大利国家天体物理研究所(INAF)领导的国际合作项目。应科院天文台由九台切伦科夫望远镜组成,工作能量范围为1至100 TeV,旨在研究甚高能伽马射线天体物理学和明亮恒星的光强干涉测量。应科院MA目前正在建设中,并将安装在特内里费岛(西班牙)的泰德天文台。监控及数据采集系统(SCADA)是负责监察及控制应科院MA基地所有运作的硬件及软件系统。LOUD子系统是SCADA系统的主要组成部分之一。它提供负责收集、过滤、暴露和存储所有阵列元素(望远镜、激光雷达、设备等)收集的日志事件的服务。在本文中,我们提出了LOUD架构和软件栈明确设计的分布式计算环境利用物联网技术(IoT)。
切伦科夫望远镜阵列(CTA)将由三种类型的望远镜组成,覆盖广泛的能量范围,从几十GeV到超过100 TeV。高能部分(> 3 TeV)将由小尺寸望远镜(SST)覆盖。ASTRI(Astrofisica con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana)是意大利研究和教育部的旗舰项目,由INAF领导,旨在设计和建造双镜SST的原型。在第二阶段,应科院项目预计在CTA南部站点安装SST阵列的第一批元件,即5-7台望远镜的小型阵列。优化这个微型阵列的布局嵌入在SST阵列的CTA天文台一直是一个激烈的模拟工作的对象。在这项工作中,我们提出了预期的小型阵列性能的能量阈值,角度和能量分辨率和灵敏度。
First detection of the Crab Nebula at TeV energies with a Cherenkov telescope in a dual-mirror Schwarzschild-Couder configuration: the ASTRI-Horn telescope
Expected performance of the ASTRI-SST-2M telescope prototype
ASTRI(Astrofisica con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana)是意大利国家天文研究所(INAF)的一个旗舰项目,与切伦科夫望远镜阵列(CTA)的发展密切相关。应科院计划的主要目标是为CTA子阵列设计和生产一个小型望远镜的端到端原型,用于最高伽马射线能量区域。该原型名为ASTRI SST-2 M,将于2014年在意大利进行现场测试。这台望远镜将是第一台采用双反射布局的切伦科夫望远镜,它采用了一个镶嵌的主镜和一个单片的次镜的Schwarzschild-Couder配置。收集的光线将聚焦在一个紧凑和重量轻的相机上,该相机基于覆盖9.6度全视场的硅光电倍增器。详细的蒙特卡罗模拟已进行估计计划望远镜的性能。关于它的能量阈值,灵敏度和角分辨率的结果示出和讨论。
应科院(Astrofisica a Specchi con Tecnologia Replicante Italiana)是一个由意大利教育、大学和研究部资助,并由意大利国家天体物理研究所领导的“旗舰计划”。它代表了意大利关于发展切伦科夫望远镜阵列小尺寸望远镜系统的建议,切伦科夫望远镜阵列是下一代甚高能伽马射线(20 GeV - 100 TeV)观测站。应科院的端到端原型将安装在Serra La Nave(意大利卡塔尼亚),并将于2014年初看到第一盏灯。我们描述了预期的性能的原型在几个选定的测试案例的北部emissippi。该原型的目的是探索技术解决方案和各种望远镜子系统的标称性能。
下一代IACT(成像大气切伦科夫望远镜)将探索VHE(甚高能量)领域的最高端,达到约数百TeV,具有前所未有的灵敏度,角分辨率和成像质量。为此,意大利国家天体物理研究所(INAF)目前正在开发一个科学和技术望远镜原型,用于安装切伦科夫望远镜阵列(CTA)天文台。应科院(Astrofisica con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana)预计将全面设计、开发、安装和校准小型4米级望远镜。该望远镜名为SST-2 M,基于Schwarzschild-Couder配置中的消球差、宽视场、双反射光学布局。在本文中,我们报告了望远镜和反射镜所采用的技术解决方案。特别是望远镜的结构和机电设计,以及在将组装成主镜的各部分原型开发后得出的光学性能结果。
ASTRI Mini-Array Core Science at the Observatorio del Teide
由意大利国家天体物理研究所(INAF)领导的应科院(Astrofisica con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana)项目正在开发一个小型阵列(ASTRI Mini-Array),并将在Observatorio del Teide部署该阵列,该阵列由九个类似于目前在Mt. Horn山坡上运行的小型双镜Schwarzschild-Couder望远镜(ASTRI-Horn)的望远镜组成。西西里的埃特纳火山。应科院的微型阵列将超过目前切伦科夫望远镜阵列的差分灵敏度超过几个太电子伏(TeV),扩展的能带远超过数百TeV。这将使我们能够探索一个新的窗口的电磁波谱,通过卷积的灵敏度性能与优秀的角度和能量分辨率的数字。在本文中,我们描述的核心科学,我们将在头四年的操作,提供的例子,我们将获得突破性的结果时,处理当前的开放问题,如加速的宇宙射线,宇宙学和基础物理学和新的窗口,TeV的能量带,时域天体物理学。
Construction of a Medium-Sized Schwarzschild-Couder Telescope for the Cherenkov Telescope Array: Implementation of the Cherenkov-Camera Data Acquisition System
一个中型的Schwarzchild-Couder望远镜(SCT)正在开发中,作为Cherenkov望远镜阵列(CTA)的可能扩展。该望远镜的切伦科夫照相机设计为具有11328个硅光电倍增器像素,能够捕捉大气层中空气簇射的高分辨率图像。大量的像素和高触发速率(> 5 kHz)相结合的预期,这台望远镜的结果在几个Gbps的数据吞吐量。这对用于处理和存储这些数据的数据采集系统的设计和性能提出了挑战性的要求。一个原型SCT(pSCT)的部分相机包含1600个像素,覆盖2.5 x 2.5平方度的视野,正在组装的F. L。惠普尔天文台。本文介绍了螺旋CT数据采集系统的设计和现状。