Observatorij Polje Teleskopov Čerenkova

Kozmični fotoni zelo visokih energij (VHE, E ≥ 30 GeV), imenovani tudi gama žarki, nosijo edinstvene informacije o enegijsko najintenzivnejših pojavih v vesolju. Kažejo na netermalne pojave, kot so galaktični izbruhi supernov ali procese v okolici supermasivnih črnih lukenj v jedrih galaksij. Prav tako lahko pomagajo razkriti odgovore na temeljna vprašanja fizike, kot je na primer delčna narava temne snovi. Fotoni se ne odklanjajo v galaktičnih ali medgalaktičnih magnetnih poljih in zato kažejo nazaj na mesta svojega nastanka. Pri teh visokih energijah so fotoni celo iz najmočnejših virov, kot je slavna Rakova meglica, zelo redki. Njihov tok je vsaj za tri redove velikosti nižji v primerjavi s tokom protonov in težjih jeder.

Ko VHE fotoni vstopijo v zemeljsko atmosfero, interagirajo z jedri atmosferskih plinov in ustvarijo obsežne plazove sekundarnih delcev. Zaradi visokih energij pri trku ti delci potujejo hitreje od svetlobe v zraku (ki je nižja od hitrosti svetlobe v vakuumu) in oddajo šibke in kratke bliske t. i. Čerenkove svetlobe. Ta pojav se izkorišča v do sedaj najbolj občutljivem eksperimentalnem pristopu v astronomiji z VHE fotoni, ki temelji na meritvah bliskov Čerenkove svetlobe z več t.i. Čerenkovimi teleskopi hkrati. Iz meritev je mogoče izluščiti lastnosti primarnih VHE fotonov, kot so na primer njihova energija in vpadna smer. Pričakujemo, da bo observatorij "Polje Teleskopov Čerenkova" oziroma CTAO, ki bo imel v primerjavi z obstoječimi instrumenti vsaj za en red velikosti večjo občutljivost, odkril več kot 1000 novih izvorov VHE fotonov po celotnem nebu.

Konzorcij evropske raziskovalne infrastrukture za “Cherenkov Telescope Array Observatory” (CTAO ERIC) oziroma slovensko “Observatorij polja teleskopov Čerenkova” je bil vzpostavljen 7. januarja 2025 na pobudo Avstrije, Češke, Francije, Nemčije, Italije, Poljske, Slovenije, Španije in Evropske organizacije za astronomske raziskave na južni polobli (ESO). Država članica gostiteljica CTAO ERIC je Italija. V Sloveniji izgradnjo CTAO in sodelovanje slovenskih znanstvenikov pri projektu podpira Ministrstvo za visoko šolstvo, znanost in inovacije v okviru Načrta razvoja raziskovalne infrastrukture 2030 (NRRI 2030).

Naloga CTAO ERIC je izgradnja ter nadaljnje upravljanje največjega observatorija na svetu za astronomijo z visokoenergijskimi kozmičnimi fotoni (med 20 GeV in 300 TeV). Sestavljen bo iz dveh sklopov: severni se gradi na La Palmi (Kanarski otoki, Španija), južni pa v kraju Paranal, v puščavi Atacama v Čilu. Kot največji observatorij za visokoenergijsko astronomijo bo CTAO ERIC prispeval tako k splošnemu znanstvenemu in tehnološkemu razvoju kot tudi k inovacijam in drugim družbenim izzivom, zato predstavlja dodano vrednost v zvezi z razvojem evropskega raziskovalnega prostora. Evropskim in mednarodnim raziskovalcem iz držav članic bo zagotavljal dostop do edinstvenih raziskovalnih podatkov, ki bodo omogočali boljši in celovitejši pogled na vesolje ter boljše razumevanje njegovih gradnikov, interakcij med njimi in visoko-energijskih procesov v njem.

Slovenski znanstveniki z Univerze v Novi Gorici in Instituta Jožef Stefan v mednarodnem konzorciju Cherenkov Telescope Array (CTAC), ki je pripravil idejno zasnovo observatorija in raziskovalnih strategij, sodelujejo že od leta 2013. V pripravljalni fazi na izgradnjo so prispevali k širokem naboru znanstvenih projektov in objav ter soustvarjali raziskovalno strategijo CTAO. Osredotočajo se na najzanimivejši področji raziskav v visokoenergijski astrofiziki – raziskave temne snovi in nove fizike z uporabo metod strojnega učenja ter uporabo meritev drugih eksperimentov s področja astrofizike delcev visokih in ekstremnih energij. Slovenska raziskovalna skupina aktivno prispeva k pripravam za izgradnjo CTAO tudi na infrastrukturnem področju. V sodelovanju z Institut de Fisica d’Altes Energies, Universitat Autònoma de Barcelona in Università degli Studi di Padova prispeva k razvoju Ramanskega lidarja za karakterizacijo in monitoriranju atmosfere nad observatorijem na La Palmi.

V slovenski skupini so:

Starejši raziskovalci

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

Podoktorski študenti

Doktorski študenti