Skupina - Atmosférická kalibrace astročásticových experimentů

Souhrn

Experimenty pro detekci kosmického záření i gama záření, na kterých se naše oddělení podílí, zahrnují optické teleskopy, které potřebují přesné údaje o průhlednosti atmosféry v reálném čase. Moderní fotosenzory (které studujeme v příslušné laboratoři) umožňují efektivní monitorování atmosféry pomocí hvězdné fotometrie. V současné době provozujeme pět malých robotických dalekohledů známých jako FRAM - dva na Observatoři Pierra Augera a tři na budoucích lokalitách Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO), přičemž několik dalších FRAMů se připravuje. Rozvíjíme také použití infračervených lidarů pro CTAO pro měření výšky oblačnosti a spolupracujeme s Astronomickým ústavem na provozu slunečních/měsíčních fotometrů v lokalitách CTAO pro studium aerosolů.

Text
Druhý FRAM na Observatoři Pierra Augera instalovaný v roce 2021
Popis
Druhý FRAM na Observatoři Pierra Augera instalovaný v roce 2021 | foto: Jan Ebr

FRAMy mohou nejen rychle poskytnout informace o průhlednosti pro libovolné místo na obloze, jak to vyžadují astročásticové experimenty, ale také jsme nedávno ukázali, že mohou přesně měřit celkovou vertikální optickou tloušťku aerosolů (VAOD) s přesností srovnatelnou se standardními lidary, ale bez nežádoucí produkce rozptýleného světla. Pracujeme na rozšíření této metody o měření závislosti optické tloušťky na vlnové délce, a tím i fyzikálních vlastností aerosolů. Ve svém volném čase provádějí FRAMy astronomická pozorování, která dosud přispěla k více než 40 publikacím, objevu ~500 proměnných hvězd a stovkám astronomických cirkulářů; nedávno byl jeden z FRAMů využit při prvním objevu komety českým astronomem po více než dvaceti letech – C/2024 Y1 (Mašek). Rychlá následná pozorování gama záblesků, včetně některých z nejzvláštnějších GRB, které kdy byly detekovány, přispívají k tzv. "multi-messenger" studiu zdrojů detekovaných velkými astročásticovými experimenty.

Objevový snímek komety C/2024 Y1 (Mašek)
Popis
Objevový snímek komety C/2024 Y1 (Mašek) | foto: Martin Mašek

První FRAM byl na observatoři Pierra Augera instalován již v roce 2005 a je průběžně modernizován. Druhý FRAM byl na Augeru instalován v roce 2021 a v současné době vyvíjíme další variantu tohoto konceptu, známou jako framNG, která nahradí stárnoucí infračervené kamery pro sledování pokrytí oblačnosti v reálném čase v celém zorném poli fluorescenčních dalekohledů observatoře. V letech 2017–2019 byly nainstalovány další tři kamery FRAM na budoucích stanovištích Cherenkov Telescope Array Observatory, kde provádějí dlouhodobá měření aerosolových podmínek a slouží jako průkopníci pro instalaci dalších přístrojů CTAO. Tyto přístroje FRAM se nakonec stanou klíčovým článkem provozu observatoře a budou poskytovat podklady pro bezprostřední reakci operátorů observatoře na atmosférické podmínky. Budou součástí bohatého programu monitorování atmosféry, jehož cílem je maximalizovat vědecké výstupy CTAO: v rámci tohoto programu vyvíjíme také řiditelné ceilometry (infračervené lidary) a řadu let jsme se starali o sluneční/měsíční fotometry (nyní vedené Astronomickým ústavem); kromě toho kolegové z FZÚ ze Společné laboratoře optiky v Olomouci postavili a provozují celooblohové kamery.