Observatorij Polje Teleskopov Čerenkova

Kaj je CTAO?

Evropski konzorcij za raziskovalne infrastrukture CTAO ERIC (Cherenkov Telescope Array Observatory) je bil ustanovljen 7. januarja 2025, z Avstrijo, Češko, Francijo, Nemčijo, Italijo, Poljsko, Slovenijo, Španijo in Evropskim južnim observatorijem (ESO) kot ustanovnimi članicami.

Sedež: Italija
Severno polje teleskopov: La Palma, Kanarski otoki, Španija
Južno polje teleskopov: Paranal, puščava Atacama, Čile

Stanje lokacije Severno polje teleskopov 19. junija 2025. Prototip velikega teleskopa (LST-1), ki je trenutno v fazi zagona, stoji v ospredju slike, LST-4 (na desni strani slike) je pravkar vstopil v fazo zagona, medtem ko naj bi LST-3 (za LST-1) in LST-2 (na levi strani slike) bila dokončana v začetku leta 2026. Vir: Yifan Tian.

Naloga CTAO ERIC je zgraditi in upravljati največji observatorij za astronomijo z visokoenergijskimi fotoni (20 GeV – 300 TeV). Projekt bo prispeval k razvoju znanosti, tehnologije in inovacij, ter predstavljal dodano vrednost evropskemu raziskovalnemu prostoru.

Slovenijo pri projektu podpira Ministrstvo za visoko šolstvo, znanost in inovacije v okviru Načrta razvoja raziskovalne infrastrukture 2030 (NRRI 2030).

Kaj raziskujemo?

Kozmični fotoni zelo visokih energij (VHE, E ≥ 30 GeV), imenovani tudi gama žarki, nosijo edinstvene informacije o najbolj energijskih pojavih v vesolju. Razkrivajo netermalne procese, kot so galaktični izbruhi supernov ali dogajanje v okolici supermasivnih črnih lukenj v središčih galaksij.

Pomagajo lahko razkriti tudi temeljna vprašanja fizike, na primer naravo temne snovi. Ker se fotoni ne odklanjajo v galaktičnih ali medgalaktičnih magnetnih poljih, kažejo neposredno nazaj na mesta svojega nastanka. Pri teh energijah so fotoni iz celo najmočnejših virov, kot je Rakova meglica, izjemno redki – njihov tok je vsaj tisočkrat nižji od toka protonov in težjih jeder.

Ko VHE fotoni vstopijo v zemeljsko atmosfero, trčijo z jedri plinov in ustvarijo plaz sekundarnih delcev. Ti delci zaradi visoke energije potujejo hitreje od svetlobe v zraku in oddajo kratke bliske Čerenkove svetlobe. Ta pojav je temelj astronomije gama žarkov, kjer več teleskopov hkrati slika te bliske in omogoča rekonstrukcijo energije in izvora primarnih fotonov.

Skica tehnike slikanja s teleskopi za zaznavanje bliskov svetlobe Čerenkova, ki prikazuje nastanek elektromagnetnega plazu iz primarnega fotona, nastanek bliska svetlobe in nastanek slike v kameri teleskopa.

Cherenkov Telescope Array Observatory (CTAO) bo največji in najbolj občutljiv observatorij za gama žarke na svetu. Njegova občutljivost bo vsaj za en red velikosti boljša od obstoječih instrumentov, kar bo omogočilo odkritje več kot 1000 novih virov VHE fotonov po vsem nebu.

Sodelujemo pri:

raziskovanju temne snovi in nove fizike z uporabo metod strojnega učenja,
povezovanju meritev drugih eksperimentov visokoenergijske in ekstremnoenergijske astrofizike,
razvoju Ramanskega lidarja za karakterizacijo atmosfere nad observatorijem La Palma v sodelovanju z Institut de Física d’Altes Energies, Univerzo Autónoma de Barcelona in Univerzo v Padovi.

Kdo smo?

Od leta 2013 slovenski znanstveniki z Univerze v Novi Gorici (UNG) in Instituta Jožef Stefan (IJS) sodelujejo v mednarodnem konzorciju Cherenkov Telescope Array (CTAC), kjer so prispevali k idejni zasnovi, raziskovalni strategiji in pripravi na izgradnjo observatorija.

Raziskovalci

Samo Stanič – vodja skupine in slovenski delegat v Svetu CTAO ERIC; v Sloveniji koordinira dejavnosti, povezane z izgradnjo observatorija.
Marko Zavrtanik – član Administrativnega in finančnega odbora (AFC) CTAO ERIC.
Serguei Vorobiov – predstavnik slovenske skupine v Svetu konzorcija CTAC.
Gabrijela Zaharijas – koordinira znanstvene aktivnosti slovenske skupine.
Danilo Zavrtanik – predstavnik U v Svetu CTAO gGmbH.

Podoktorski sodelavci

Doktorski študenti

Predstavniki Slovenije so se udeležili svečane inavguracije CTAO ERIC 6.10.2025 na Univerzi v Padovi. Na sliki so S. Stanič, K. Schlegel, M. Teshima in M. Zavrtanik.