 |
Астронет: В. М. Липунов /Коуровка Гамма-всплески и телескопы-роботы на примере системы МАСТЕР http://variable-stars.ru/db/msg/1210109/node3.html |
2. Телескопы-роботы
Создание роботизированных обсерваторий является одной из самых актуальных и быстро развивающихся областей современной астрономии. Особенно незаменимы такие комплексы при поисковых работах, посвященных наблюдению и открытию новых транзиентных феноменов на небе: гамма-всплесков, вспышек сверхновых и новых звезд, микролинз и более клаcсических явлений типа комет, астероидов и космического мусора. В поисковых работах невозможно предугадать точное направление и время, в которые следует наводить телескоп. В этом смысле особое значение приобретает покрытие всех широт и долгот земли роботизированными комплексами. Очевидно, что создание Мобильной астрономической системы телескопов-роботов в самой большой по долготе стране мира существенно повышает эффективность открытия и наблюдений новых астрономических объектов.
На графике-схеме показаны возможности современной астрономии, и видно, что короткоживущие объекты могут наблюдаться только небольшими телескопами.
|
Рис. 6. Зависимость предельной звездной величины (слева по вертикали), диаметра и стоимости телескопа (справа по вертикали) от времени жизни объекта на небе (в секундах) |
Система МАСТЕР (http://observ.pereplet.ru) располагается
в
30. км от Москвы и является первой и пока единственной
(телескоп-робот) в России установкой такого типа. Она появилась в
связи с необходимостью проведения синхронных и близких по времени
к моменту регистрации космических гамма-всплесков наблюдений.
Многоцветная синхронная и близкая по времени фотометрия
оптического излучения гамма-всплесков в первые минуты после их
регистрации предоставляет нам уникальную возможность исследования
физических процессов, протекающих в самые начальные этапы самого
грандиозного по мощности электромагнитного излучения явления во
Вселенной. Следует подчеркнуть, что до сих пор имеется всего лишь
несколько наблюдений оптического послесвечения гамма-всплесков в
первые десятки секунд, при этом до сих пор не получено ни одной
кривой блеска от первых секунд до нескольких часов на одном
инструменте и в одной фотометрической системе. Именно форма кривой
блеска позволит исследовать динамику расширения релятивистского
шара и приблизиться к разгадке природы гамма-всплесков.
Вторая задача, решаемая МАСТЕРом связана с тем, что в отличие от гамма-излучения оптическое свечение всплеска может быть более изотропным и, следовательно, может регистрироваться гораздо чаще: из общих соображений понятно, что диаграмма направленности в таких разных диапазонах, как оптический и гамма, могут не совпадать, более того, "оптические" электроны должны иметь меньшую энергию и, следовательно, могут быть распределены более изотропно. МАСТЕР позволяет проводить постоянные обзоры неба с целью открытия оптических вспышек, не сопровождающихся гамма-излучением, но обусловленных тем же физическим процессом. В режиме обзорных наблюдений система дает возможность снимать 50 квадратных градусов в час с пределом выше 19m.
Третья задача, которую решает МАСТЕР, состоит именно в синхронных с гамма-телескопом (напр., HETE) наблюдениях, благодаря широкопольной камере.
Таким образом МАСТЕР может проводить:
- поиск раннего послесвечения космических гамма-всплесков, наводясь после прихода сигнала с гамма-телескопа,
- синхронные наблюдения области,в которой произошел гамма-всплеск,
- обзоры неба.
Рассмотрим основные принципы работы телескопов-роботов. Роботом-телескопом следует называть такой автоматический инструмент, который осуществляет не только самостоятельное наведение и съемку области неба, но и автоматическую обработку изображений с последующей обратной связью (проверка качества изображения, автоматическое наведение на выявленные объекты).
При обнаружении нового объекта в пределах квадрата ошибок
координат гамма-всплеска (область, в которой космическими
телескопами был зарегистрирован гамма-всплеск, может быть какой
угодно формы, для определенности будем называть ее квадратом
ошибок) следует его публикация в циркулярах GCN
(http://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn3_archive.html).
Значительное уменьшение квадрата ошибок позволяет подключать к
наблюдениям найденного объекта более
крупные телескопы.
Эффективность роботов-телескопов была с блеском продемонстрирована в программах поиска сверхновых звезд, астероидов и комет, а для проведения синхронных или близких по времени к моменту вспышки в гамма-диапазоне наблюдений излучения гамма-всплесков такие системы являются незаменимыми.
Кроме МАСТЕРа сейчас имеется около 20 автоматизированных обсерваторий, направленных на наблюдение гамма-всплесков в оптическом диапазоне, зарегистрированных в центре GCN (http://gcn.gsfc.nasa.gov/gcn_sites.html). Наиболее близким по параметрам к нашему проекту является система ROTSE, установленная не только в Соединенных Штатах, но и в Австралии, Южной Африке и Турции.
Со времени первого наблюдения синхронного оптического излучения
гамма-всплеска в 1998 г. (МакКей и др., 1998), ROTSE-III проведено
порядка пяти близких к моменту вспышки наблюдений (от 60 до 500 с,
см.: Акерлоф и др., 2000). Подчеркнем, что особенностями МАСТЕРа и
ROTSE-III является то, что кроме возможности быстрого наведения по
пришедшему сигналу по координатам гамма-всплеска эти системы
позволяют проводить обзоры всего доступного им полушария небесной
сферы в остальное время. Важнейшей особенностью является глубина
обзоров, проводимых этими системами: у МАСТЕРа это 
при
суммарной экспозиции 1.5 мин. Кроме того, как будет описано
дальше, МАСТЕР имеет камеру широкого поля зрения, которая
позволяет вести именно синхронные с гамма-телескопами наблюдения
до 8
.
Рассмотрим основные параметры и принцип работы системы МАСТЕР. МАСТЕР включает в себя три светосильных телескопа с потенциальным полем зрения до 20 квадратных градусов, установленных на автоматизированной параллактической монтировке немецкого типа со скоростью наведения до 8 градусов в секунду. Главный телескоп МАСТЕРа системы Рихтера-Слефогта (диаметром 355 мм и светосилой D/F = 1:2.4) способен получать нефильтрованные изображения до 19-й звездной величины на 6 квадратных градусах при суммарной экспозиции 1.5 мин. Кроме него работают модифицированный Рихтер-Слефогт телескоп (200 мм, D/F - 1:2.4) и телескоп системы Флюгге (280 мм, D/F - 1:2.6). Все телескопы установлены параллельно друг другу на одной монтировке, что позволяет вести синхронные наблюдения также в фильтрах R и V. Система снабжена ПЗС-камерами AP16E (4090 x 4090 пикс.) и Pictor-416 (700 x 500 пикс.). Кроме этого, имеется видеокамера очень широкого поля зрения (30 x 40 град), на которую 30 октября 2003 г. было снято Полярное сияние (http://observ.pereplet.ru/indexr.shtml). На кадрах фильма видна тонкая структура, которую до сих пор не исследовали ни на одной обсерватории мира. Как отмечалось выше, данная камера позволяет системе работать в режиме именно синхронных с космическим гамма-телескопом наблюдений, давая 8-ю звездную величину.
МАСТЕР постоянно подключен к Интернету и держит связь с системой оповещения о регистрируемых гамма-всплесках GCN (http://gcn.gsfc.nasa.gov/).
<< 1. Гамма-всплески | Оглавление | 3. Оптические наблюдения космических >>