Las cámaras recientemente renovadas del H.E.S.S. Los telescopios de rayos gamma en Namibia han detectado sus primeras señales de un acelerador de partículas cósmicas:las nuevas cámaras registraron Markarian 421 como su primer objetivo, un conocido blazar en la constelación de la Osa Mayor. El núcleo galáctico activo, 400 millones de años luz de distancia se detectó durante un estado activo y de gran importancia. Después de cuatro años de desarrollo, pruebas, producción y despliegue, este es el último gran hito del H.E.S.S. I proyecto de actualización de la cámara, que fue dirigido por DESY. El éxito también es una prueba importante para el observatorio de rayos gamma de próxima generación, el conjunto de telescopios Cherenkov CTA, que utilizará la misma tecnología de cámara.

Cuando H.E.S.S. explora los misterios del cielo de alta energía, en realidad no mira al Universo, pero en la atmósfera superior. Los rayos gamma cósmicos se absorben allí y producen cortos, desmayarse, Destellos de luz violeta Cherenkov que se pueden detectar desde el suelo utilizando grandes espejos y electrónica ultrarrápida. Los tiempos de exposición por imagen son tan cortos como 16 nanosegundos (mil millonésimas de segundo), y H.E.S.S. está registrando alrededor de 300 de estos eventos por segundo. Dado que algunas imágenes solo constan de unos pocos puñados de partículas de luz (fotones), los requisitos técnicos para construir este tipo de cámaras son muy desafiantes.

En los diez años por los que el H.E.S.S. Me han operado cámaras, sus frágiles componentes electrónicos han sufrido un nivel natural de envejecimiento, lo que degradó su desempeño. En paralelo, también las tecnologías disponibles en el mercado se han desarrollado mucho más, como soluciones Ethernet más rápidas, y chips de lectura más pequeños y rápidos. Uno de estos chips es el chip NECTAr, que se ha desarrollado para el próximo gran experimento en el campo, CTA. Por lo tanto, en 2012 el H.E.S.S. colaboración hizo un pedido con sus nuevos colaboradores en DESY en Zeuthen para formar un equipo con colegas del área de París y las universidades de Leicester y Amsterdam para hacer uso de este chip y diseñar un nuevo, versión modernizada de los cuatro H.E.S.S. Yo cámaras.

Los ingenieros no perdieron tiempo y desarrollaron un concepto de modernización integral que preveía no solo el reemplazo de placas electrónicas individuales, pero también un mejor cableado, esquema de neumática y ventilación. La primera de las cámaras se instaló en julio de 2015, los otros tres fueron llevados a Namibia en septiembre de 2016. "La instalación salió muy bien. Aunque es una situación de trabajo muy aislada, allá afuera en la remota campiña de Namibia, el equipo se estaba desempeñando muy bien y el ambiente era muy bueno ", resume Stefan Klepser, Líder del proyecto DESY de la actualización. "También, Me complace decir que nos mantuvimos dentro del presupuesto y el marco de tiempo que teníamos previsto ".

Después de la instalación, el software necesitaba ser ajustado, conexiones de red que se establecerán, y la vida real, los problemas inesperados debían solucionarse. Alrededor de la Navidad de 2016, todos los sistemas estaban en condiciones de ser observados, y como la suerte lo quiera, un viejo amigo en el cielo de rayos gamma, se informó que el blazar Markarian 421 mostraba una mayor actividad. A pesar de estar ubicado en el cielo del norte, en la constelación de la Osa Mayor, estaba al alcance de las observaciones de H.E.S.S. Los científicos giraron los cuatro telescopios hacia él y pudieron registrar miles de imágenes.

"Las cámaras renovadas proporcionaron la primera demostración a gran escala de que la tecnología NECTAr es apta para la astronomía de teraelectronvoltios", resume Christian Stegmann, director del instituto DESY en Zeuthen. "Esto nos hace esperar los últimos años de H.E.S.S., donde las nuevas cámaras nos proporcionarán un rendimiento mejorado tanto a muy bajas como a muy altas energías. Y es una perspectiva prometedora en el próximo gran observatorio de rayos gamma CTA, donde DESY es un socio importante ".