Exactamente 30 años después de la primera observación histórica de la nebulosa del Cangrejo a energías TeV, que abrió la era de la astronomía TeV con la Técnica Cherenkov Atmosférica de Imágenes (IACT), Se ha logrado otro avance en la tecnología IACT. El telescopio ASTRI-Horn Cherenkov, basado en la innovadora configuración de doble espejo Schwarzschild-Couder y equipado con una cámara innovadora, ha detectado la Nebulosa del Cangrejo en energías TeV por primera vez, demostrando la viabilidad de esta tecnología.

En 1989, la primera detección de la Nebulosa del Cangrejo a energías TeV (aproximadamente un billón de veces la energía de la luz visible) se obtuvo con el Telescopio Whipple. Este descubrimiento fue el inicio de la astronomía TeV, cuales, con su rápido crecimiento, ha llevado a la detección de unas 200 fuentes de rayos gamma de otros detectores terrestres como H.E.S.S., MAGIC y VERITAS y ha allanado el camino para la próxima generación:el Observatorio de Array del Telescopio Cherenkov (CTAO). Debido a que los rayos gamma nunca llegan a la superficie de la Tierra, Estos instrumentos utilizan la técnica de imágenes atmosféricas Cherenkov (IACT) para detectar el subproducto de la interacción de los rayos gamma con la atmósfera:la luz Cherenkov. La interacción produce cascadas de partículas subatómicas:estas partículas altamente energéticas pueden viajar más rápido que la velocidad de la luz. lo que provoca un destello débil y extremadamente corto (¡del orden de una milmillonésima de segundo!) de luz azulada. Telescopios Cherenkov, desde el principio, Se han construido siguiendo un diseño óptico típico donde la luz se refleja en el espejo del telescopio para ser capturada por la cámara y luego se convierte en una señal eléctrica que se digitaliza y transmite para registrar la imagen de la luz.

El Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF) lidera el proyecto ASTRI (Astrofisica con Specchi a Tecnologia Replicante Italiana) dirigido al diseño, despliegue e implementación de un nuevo prototipo de telescopio de extremo a extremo que se propone para los telescopios de pequeño tamaño (SST) de CTA. Este telescopio Cherenkov, llamado ASTRI-Horn (en honor a Guido Horn d'Arturo, un astrónomo italiano que propuso por primera vez en el siglo pasado la tecnología de los espejos teselados para la astronomía), está adoptando una configuración óptica de doble espejo Schwarzschild-Couder de campo amplio (10 ° x10 °) y está equipado con un diseño específico, Cámara innovadora de fotomultiplicador de silicio (SiPM) gestionada por electrónica de lectura muy rápida. El prototipo ASTRI-Horn, ubicado en el Monte Etna (Italia) en la estación de observación INAF "M.C. Fracastoro", ha sido concebido como un proyecto integral que incluye la cadena completa de archivo y procesamiento de datos, desde los datos brutos hasta los productos científicos finales.

Las observaciones de la Nebulosa del Cangrejo se llevaron a cabo entre diciembre de 2018 y enero de 2019, durante la fase de verificación del telescopio ASTRI-Horn, para un tiempo total de observación de unas 29 horas, dividido en exposición a la fuente dentro y fuera del eje. El sistema de cámaras todavía estaba siendo evaluado, y su funcionalidad no se aprovechó por completo. Es más, debido a las recientes erupciones del volcán Etna, la eficiencia de la reflexión del espejo se redujo parcialmente. A pesar de las limitaciones de las cámaras y los espejos, Las observaciones arrojaron la detección de la Nebulosa del Cangrejo con una significación estadística de 5,4 s por encima de un umbral de energía de aproximadamente 3,5 TeV, probando definitivamente las nuevas tecnologías y abriendo una nueva era para IACT.

"El resultado obtenido por ASTRI es un hito importante para las tecnologías IACT. Está demostrando que la configuración de doble espejo, propuesto por primera vez por el gran astrofísico alemán Karl Schwarzschild hace más de un siglo, está funcionando bien. Ahora es posible lograr un campo de visión muy grande con un diseño de telescopio Cherenkov mucho más compacto, observando fácilmente rayos gamma cósmicos muy energéticos hasta unos pocos cientos de TeV ", dice Giovanni Pareschi, astrónomo del INAF-Milano e investigador principal del proyecto ASTRI.

Se requieren tres clases de telescopio para cubrir todo el rango de energía de CTA (20 GeV a 300 TeV):Los telescopios de tamaño mediano (plato de 12 m de diámetro) cubrirán el rango de energía del núcleo de CTA (100 GeV a 10 TeV) mientras que los telescopios de gran tamaño (23 m) y los telescopios de tamaño pequeño (4 m) o SST están planificados para extender el rango de energía por debajo de 100 GeV y por encima de algunos TeV, respectivamente. El telescopio ASTRI-Horn es uno de los tres diseños propuestos de SST que están siendo prototipados y probados para la matriz del hemisferio sur de CTA.

"CTA ha estado explorando la tecnología de doble espejo desde el comienzo del proyecto, y se han realizado algunos prototipos utilizando este enfoque:el ASTRI-Horn y el GCT para el SST y el SCT para el telescopio de tamaño mediano, "dice Federico Ferrini, Director General del Observatorio CTA (CTAO). "El resultado obtenido por el telescopio ASTRI-Horn es muy alentador y confirma el potencial de avance tecnológico para la astronomía Cherenkov".