Исследователи из Universitat Autònoma de Barcelona разработали аналитический метод калибровки двухзеркальных черенковских телескопов по мюонным кольцам. Работа опубликована в The Astrophysical Journal Supplement Series и закрывает задачу, которая оставалась трудной более 30 лет из-за сложной геометрии таких оптических систем.
Черенковские телескопы регистрируют короткие вспышки света от атмосферных каскадов, рожденных гамма-лучами и космическими лучами. Среди частиц в этих каскадах есть мюоны. Когда мюон проходит рядом с телескопом быстрее скорости света в воздухе, он оставляет на камере характерное кольцо черенковского излучения.
Количество такого света можно рассчитать очень точно, поэтому мюонные кольца служат естественным эталоном для проверки оптики и детекторов. Сравнение расчетного и реально принятого сигнала показывает, насколько эффективно работает вся система. Это особенно важно для Cherenkov Telescope Array Observatory, потому что его телескопы будут работать без куполов и постоянно подвергаться воздействию погоды.
Главная сложность для двухзеркальных телескопов состоит в тенях. Вторичное зеркало, крепления, световые дефлекторы, камера и центральное отверстие главного зеркала могут перекрывать часть света. Новая формула учитывает эти эффекты для каждой траектории мюона. В некоторых конфигурациях старые приближения ошибались до 40 процентов, тогда как CTAO нужна калибровка лучше 4 процентов.
Авторы также описали поправки для обычных однозеркальных телескопов, включая влияние кривизны главного зеркала и комы на изображение мюонных колец. Это делает работу полезной не только для будущих малых телескопов CTAO, но и для действующих инструментов гамма-астрономии.
CTAO строится как наземная обсерватория нового поколения для очень высокоэнергетической гамма-астрономии. Северная площадка будет на Ла-Пальме, южная в пустыне Атакама в Чили. Более половины запланированных телескопов должны использовать двухзеркальную схему, вдохновленную дизайном Шварцшильда-Кудера. Точная калибровка поможет восстанавливать энергию гамма-лучей и снижать систематические ошибки наблюдений.
