Figura 1. Vista de longitud de onda múltiple de la Nebulosa del Cangrejo y el pulsar del Cangrejo, el punto brillante en el centro de la imagen. Crédito:NASA, ESA, G. Dubner (IAFE, CONICET-Universidad de Buenos Aires) et al .; A. Loll y col .; T. Temim y col .; F. Seward y col .; VLA / NRAO / AUI / NSF; Chandra / CXC; Spitzer / JPL-Caltech; XMM-Newton / ESA; Hubble / STScI
Entre enero y febrero de 2020, el prototipo de telescopio de gran tamaño (LST), el LST-1, observó el Cangrejo Pulsar, la estrella de neutrones en el centro de la Nebulosa del Cangrejo. El telescopio que se está poniendo en marcha en el emplazamiento de CTA-North en la isla de La Palma en las Islas Canarias, estaba realizando pruebas de ingeniería para verificar el rendimiento del telescopio y ajustar los parámetros operativos.
Los púlsares son estrellas de neutrones de rotación muy rápida y fuertemente magnetizadas que emiten luz en forma de dos haces, que se puede observar desde la Tierra solo al pasar por nuestra línea de visión. Si bien la detección de emisiones o estallidos fuertes y constantes de fuentes de rayos gamma con los telescopios Cherenkov atmosféricos de imágenes (IACT) se ha convertido en una rutina, Los púlsares son mucho más difíciles de detectar debido a sus señales débiles y al dominio típico de la señal de rayos gamma en primer plano de las nebulosas circundantes. A pesar de cientos de horas de observaciones realizadas por IACT en todo el mundo, solo se han descubierto cuatro púlsares que emiten señales en el régimen de rayos gamma de muy alta energía, hasta aquí. Ahora que el LST-1 ha demostrado que puede detectar el púlsar Cangrejo, se une al campo de los telescopios capaces de detectar púlsares de rayos gamma, validando el sistema de sellado de tiempo y el rendimiento de baja energía del telescopio.
"Este hito nos muestra que el LST-1 ya está funcionando a un nivel extraordinario, detectar una fuente desafiante en un tiempo récord, "dice Masahiro Teshima, Director del Instituto Max-Planck de Física en Munich e Investigador Principal de LST. "Los púlsares son uno de los objetivos científicos clave de los LST, y es emocionante imaginar lo que seremos capaces de lograr cuando el telescopio esté completamente operativo y en funcionamiento ".
Figura 2:Fosograma de Crab Pulsar medido por el LST-1. Se sabe que el púlsar emite pulsos de rayos gamma durante las fases P1 y P2. La significancia mostrada se calcula considerando la emisión de la fuente de esas fases (en rojo) y los eventos de fondo de las fases en gris. Crédito:Colaboración LST
El conjunto de datos recopilados incluye 11,4 horas de ocho noches de observación. La figura 2 muestra el fasograma resultante, trazar los eventos de rayos gamma en función de la fase de rotación del púlsar. En las regiones de fase marcadas como P1 y P2, Se esperan más rayos gamma a medida que el púlsar del Cangrejo emite hacia la Tierra. La emisión detectada en todas las fases (marcada en verde en la Figura 2) es una mezcla de diferentes contribuciones de fondo, incluyendo la emisión constante irreducible de la Nebulosa del Cangrejo. La señal detectada con el LST-1 (marcada en rojo en la Figura 2) es innegablemente significativa para la fase P2, mientras que la señal durante P1 sigue siendo marginal. La animación de la Figura 3 destaca el comportamiento del pulso de la fuente durante las diferentes fases.
Sobre el LST
El telescopio de gran tamaño (LST) es uno de los tres tipos de telescopio que se construirán para cubrir el rango de energía completo de CTA (20 GeV a 300 TeV). Los LST dispuestos en el centro de las matrices del hemisferio norte y sur cubrirán la sensibilidad de baja energía entre 20 y 150 GeV. Cada LST es un telescopio gigante de 23 metros de diámetro con un área de espejo de aproximadamente 400 metros cuadrados y una cámara finamente pixelada hecha de 1855 sensores de luz capaces de detectar fotones individuales con alta eficiencia. Aunque el LST mide 45 metros de altura y pesa alrededor de 100 toneladas, es extremadamente ágil, con la capacidad de reposicionarse en 20 segundos para capturar breves, señales de rayos gamma de baja energía. Tanto la velocidad de reposicionamiento rápida como el umbral de baja energía proporcionado por los LST son fundamentales para los estudios de CTA de fuentes de rayos gamma transitorios en nuestra propia galaxia y para el estudio de núcleos galácticos activos y estallidos de rayos gamma a alto corrimiento al rojo.
Telescopio prototipo LST, el LST-1, ubicado en el sitio CTA-Norte en el Observatorio del Roque de los Muchachos del Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) en la isla de La Palma. Crédito:Tomohiro Inada
La colaboración LST, está formado por más de 200 científicos de 11 países:Brasil, Bulgaria, Croacia, Francia, Alemania, India, Italia, Japón, Polonia, España y Suiza. El LST-1, el primer telescopio construido en un sitio de CTA, se inauguró en octubre de 2018 y se ha sometido a pruebas de puesta en marcha desde entonces. Poco después de la inauguración, el prototipo detectó su 'primera luz' en la noche del 14 al 15 de diciembre de 2018, y detectó su primera señal de rayos gamma de la Nebulosa del Cangrejo en noviembre de 2019 en su primer intento.
El LST-1 pasó recientemente la Revisión de Diseño Crítico (CDR) por el Observatorio CTA (CTAO), el primer elemento de CTA en aprobar dicha revisión. Se prevé que el telescopio se convierta en el primer telescopio CTAO una vez que se cierre el CDR y sea aceptado formalmente por el CTAO. que se espera en 2021.
