GRB
Transkrypt
GRB
Konferencja „Wykorzystanie małych teleskopów”, Kielce, 2.06.2005 Małe (a nawet bardzo małe) teleskopy w badaniu błysków gamma • Błyski gamma (GRB) • Rola małych teleskopów • Eksperyment „π of the Sky” http://grb.fuw.edu.pl Grzegorz Wrochna Instytut Problemów Jądrowych im. A.Sołtana, Warszawa / Świerk 1 Błyski gamma Gamma Ray Bursts - GRB (0.01-100s) impulsy promieniowania γ Dochodzą z punktowych źródeł na niebie Jaśniejsze niż reszta obiektów na niebie razem Energia 1051 erg (10 mld lat pracy Słońca) Odległość do z=4.5 (13 mld lat świetlnych) Częstość 2-3 dziennie Dotychczas zaobserwowano >3000 z tego ~70 w świetle widzialnym dla ~50 zmierzono odległość Rejestrowano fale radiowe, X, fotony ~GeV,TeV Krótkie 2 Rozkład izotropowy we współrzędnych Galaktycznych 3 Rozmaity kształt impulsów Czas: 0.01-100s 4 Błyski „krótkie” i „długie” 5 Mechanizm błysków gamma 6 Sieć alertów satelitarnych GRB Coordinate Network 7 Obserwacje optyczne 8 ROTSE & GRB 990123 4 ruchome obiektywy CANON d=10 cm sterowane sygnałem z GCN GRB 990123: błysk optyczny 8.6m 20 s po alercie 9 GRB 030329 = SN 2003 dh 1 h 16 min po GRB: 13m 1 h 15 min po GRB: 13m Riken, d = 25 cm Kyoto, d = 30 cm 10 Obserwować przed GRB! RAPTOR S 40 cm 18.6m 13.7m uwzg. ekstynkcję B. Paczyński „Optical Flashes Preceding GRBs”, astro-ph/0108522 11 „π of the Sky” Zespół: • Instytut Problemów Jądrowych (G.Wrochna) • Centrum Fizyki Teoretycznej PAN (L.Mankiewicz) • Uniwersytet Warszawski – Wydział Fizyki • Politechnika Warszawska – W.Fizyki, W.Elektroniki • Uniwersytet Kard. Stefana Wyszyńskiego Koncepcja : • jednoczesna obserwacja całego nieba • duży strumień danych • analiza w czasie rzeczywistym • wielostopniowy tryger Projekt: • 2×16 kamer CCD 2000x2000 pikseli • obiektywy Canon EF f=85mm, f/d=1.2 • pole widzenia 2×2 steriadiany = Swift BAT 12 Prototyp „π of the Sky” • 2 kamery CCD 2000×2000 pikseli • obiektywy Zeiss f=50mm, d=f /1.4 • wspólne pole widzenia 33°×33° Las Campanas Observatory, Chile Brwinów • montaż paralaktyczny • < 1 min w dowolny punkt nieba 13 Kamery „π of the Sky” • efektywność kwantowa ~30% • szum odczytu ~15 e• ADC 16 bit × 2 MHz ⇒ 2 s / klatkę • USB 2.0 • programowalna elektronika (FPGA) • procesor Cypress, 16 MB RAM • czujniki temperatury i wilgotności • CCD w atmosferze argonu, chłodzone 30° poniżej otoczenia • migawka na 107 otwarć • silnik do ogniskowania 14 „π of the Sky”: detektor-robot System pracuje autonomicznie według programu: • śledzi pole widzenia satelity HETE lub INTEGRAL • samodzielnie wykrywa błyski optyczne • wieczorem i rano skanuje całe niebo (2×20min) • podąża za obiektami alertów satelitarnych Wysoka niezawodność: • 2 PC, remote-reset, Wake-on-LAN, Boot-from-LAN • samodiagnostyka (e-mail i SMS do Polski) W ciągu 11 miesięcy pracy: • ~10 nocy przestoju z powodu awarii + ~25 nocy przestoju z powodu pogody • > 300 nocy pracy, 1 000 000 zdjęć nieba, 1010 pomiarów fotometrycznych 15 Algorytm rozpoznawania błysków na zasadzie trygera wielostopniowego One night all pixels coincidence stars bad pixels cosmics planes satellites 16 „π of the Sky”: obserwacje GRB 68 GRB wykrytych przez satelity od 1.7.2004, z tego: 4 - aparatura wyłączona lub chmury 14 - nieosiągalny (północna półkula) 35 - w ciągu dnia lub pod horyzontem 13 - poza polem widzenia, dla 4 z nich limity GRB 040916B, >13m dla t > t0+17min (publ. GCN 2725) GRB 041217, >11.5m dla t > t0+30min (publ. GCN 2862) GRB 050123, >12m dla t < t0-108min (publ. GCN 2970) GRB 050123, >11m dla t < t0-33min (publ. GCN 3146) 2 - w polu widzenia GRB 040825A (publikacja GCN 2677) >10m dla t < t0-11s limity przed >12m dla t = t0 i w czasie trwania GRB >9.5m dla t > t0+7s GRB 040412 (GCN 3240) >11.5m / >11m / >11.5m 17 „π of the Sky”: nie tylko GRB Rozbłysk CN Leo grb.fuw.edu.pl Przykładowa „noc z życia gwiazdy” HJD +? 18