Телескопи CT2 та CT3 із системи H.E.S.S. в Намібії.
H.E.S.S. (від англ.High Energy Stereoscopic System, «високоенергетична стереоскопічна система») — система черенковських телескопів, що призначена для вивчення γ-випромінювання в діапазоні енергій від 100 ГеВ до 100 ТеВ. Названа так на честь нобелівського лауреата з фізики Віктора Гесса, який відкрив космічні промені. Інструмент дозволяє вченим досліджувати γ-джерела, потік від яких у тисячі разів слабший потоку від Крабоподібної Туманності (найяскравішого постійного джерела гамма-випромінювання на небі). H.E.S.S. знаходиться у Намібії біля гори Гамсберг, у місцевості, добре відомій своїм гарним астрокліматом. Перший з чотирьх телескопів був введений в експлуатацію влітку 2002 року. Всі чотири задіяні у грудні 2003 року; офіційне відкриття — 28 вересня 2004 року.
Детектування гамма-променів високих енергій за допомогою телескопа H.E.S.S. , базується на спостереженні черенковського випромінювання в атмосфері.
Високоенергетичний гамма-фотон потрапляє в атмосферу і генерує зливу вторинних частинок. Кількість частинок досягає максимуму на висоті близько 10 км. Утворені частинки мають значну енергію і рухаються з шивидкістю більшою за швидкість світла в повітрі, внаслідок чого випромінюють слабке блакитне світло. Черенковське випромінювання зосереджено у конусі і освітлює на поверхні землі ділянку близько 250 метрів в діаметрі. Наприклад, для фотону з енергією 1 ТеВ на поверхні реєструється близько 100 фотонів видимого світла на м².
Отримане зображення дає трек атмосферної зливи, який вказує на космічне джерело, від якого прийшов гамма-фотон. Кілька телескопів дають змогу відтворити просторову геометрію явища.
Характеристики системи
Усі чотири телескопи.
H.E.S.S. — стереоскопічна система, в якій кілька телескопів спостерігають одну й ту ж ділянку неба.
Монтування
Головні чотири телескопи (Етап I) розташовані у квадраті зі стороною 120 метрів. Таке розташування телескопів є гарним компромісом між великою базою та бажанням щоб 2 або більше телескопів потрапляли під широку атмосферну зливу.
Телескопи використовують альт-азимутальне монтування. Максимальна швидкість повороту системи 100 градусів на хвилину.
Діагональ квадрата спрямована в напрямку північ-південь.
Дзеркало
Дзеркало з міркувань економії сегментоване на 382 частини по 60 см кожна.
Виготовлено з алюмінованого скла.
Має фокальну довжину 15 метрів.
Загальна площа кожного з чотирьох дзеркал — 108 м².
Відбивна здатність >80% (300 — 600 нм).
Орієнтація кожного сементу налаштовується двома сервоприводами.
На Етапі II передбачено розташування єдиного великого дзеркала (~ 600 м²) у центрі квадрата.
Камера
Особливості спостережуваного об'єкта вимагають від камери: малого розміру пікселя для розділення деталей зображення; широкого поля зору для спостереження протяжних об'єктів; системи, що відкидає фонове випромінювання.
Розмір камери: 1,6 метрів в діаметрі, вага ~ 800 кг.
H.E.S.S. здійснює просторове відтворення атмосферної зливи для визначення її положення в просторі, тип і енергію частинки, що породила зливу. Тому записуються лише ті зливи, що спостерігаються як мінімум на двох телескопах. Система збігів отримує сигнали від кожного із телескопів і здійснює пошук відповідностей, аналізуючи затримки в сигналі від різних телескопів, які пов'язані з їхнім положенням.
Накопичення даних
Система накопичення даних (DAQ — Data Acquisition System) здійснює збір та об'єднання даних з різних телескопів та систем моніторингу. Крім того вона здійснює первинний аналіз.
Дані з різних телескопів йдуть через 100 Mb Ethernet лінію до системи процесорів.
Система процесорів: 16 двоядерних Pentium 800 MHz процесорів без локальних дисків. Тут дані з різних телескопів комбінуються у повну подію, що після аналізу зберігається на локальних дисках.
Скануючий інфрачервоний радіометр оглядає усе небо кожні кілька хвилин.
«Детектор хмар» — сканує небо лазерним променем і реєструє розсіяне на хмарах та аерозолях випромінювання.
Оптичний телескоп вимірює прозорість атмосфери за допомогою зір.
Метеостанція.
Застосування і досягнення проекту
Основна мета проекту H.E.S.S. — дослідження генерації і поширення високоенергетичних частинок у Всесвіті, тобто дослідження не теплового випромінювання Всесвіту. Не теплове випромінювання генерує багато різноманітних джеел. H.E.S.S. вже знайшов низку нових джерел [Архівовано 18 грудня 2010 у Wayback Machine.]:
Основна мета таких інструментів як H.E.S.S. — знайти значну кількість джерел кожного типу для розумного розділення на джерел класи та класифікацію механізмів прискорення.
Див. також інші наземні черенковські гамма-телескопи