Po intensywnej fazie uruchamiania nowego dużego 28-metrowego teleskopu CT5, międzynarodowe konsorcjum H.E.S.S. - z udziałem polskiego konsorcjum naukowego, w tym zespołu z Obserwatorium Astronomicznego UJ - ogłosiło odkrycie pulsującego promieniowania gamma o energii około 30 gigaelektronowoltów (GeV) z pulsara Vela (Żagiel) (patrz Rys. 1). Znajdujący się w Namibii Stereoskopowy System Wysokich Energii (H.E.S.S.) zmierzył pulsy promieniowania gamma od pulsara na południowym niebie, wykazując w ten spektakularny sposób swoje wyjątkowe możliwości w najniższych (!) dla swego zakresu pomiarowego energiach. Jest to pierwszy zaobserwowany przez nas pulsar oraz - po pulsarze w mgławicy Krab zarejestrowanym w 2011 roku - drugi pulsar wykryty przez naziemne teleskopy promieniowania gamma.

Rysunek 1. Okresowe pulsy promieniowania gamma z pulsara Vela znalezione w danych z obserwatorium H.E.S.S. Okres pulsacji  (jedna faza na rysunku) wynosi 89 ms.

Od czasu unowocześnienia w 2012 roku - ze znaczącym polskim udziałem - obserwatorium H.E.S.S., w którym zbudowano piąty olbrzymi teleskop Czerenkowa CT5, jest pierwszym systemem wykorzystującym w sposób zsynchronizowany teleskopy różnej wielkości do rejestracji kosmicznego promieniowania gamma bardzo wysokich energii. Teleskop CT5 umieszczony jest w centrum systemu pozostałych czterech teleskopów (Rys. 2) i rozszerza zakres energii rejestrowanego promieniowania do niższych wartości, pozwalając na wykrywanie kosmicznych akceleratorów cząstek promieniujących w zakresie bliskim 30 gigaelektonowoltów (GeV). Właśnie dzięki temu nowemu systemowi astrofizycy byli w stanie wykryć pulsujące sygnały promieniowania gamma i przypisać je pulsarowi Vela (Rys. 1). Tym samym stworzyli nowe możliwości obserwacji centralnych obszarów Galaktyki gdzie takich obiektów jest znacznie wiecej.

"Dane obserwacyjne ujawniają regularne pulsy promieniowania gamma, powtarzające się co 89 milisekund, pochodzące dokładnie z kierunku pulsara Vela. Wyznaczone wartości energii tego promieniowania gamma lokują się w zakresie około 30 GeV" poinformował Dr. Gianluca Giavitto (DESY, Zeuthen), który przeprowadził analizę danych zebranych w ciągu 20 godzin obserwacji. Tym samym, H.E.S.S. po raz pierwszy z powodzeniem zmierzył pulsujące promieniowanie pochodzące z obiektu na niebie południowej półkuli.

"Nasza Galaktyka pełna jest pulsarów i innych intrygujących źródeł promieniowania gamma. Z Namibii możemy obserwować najciekawsze jej regiony - centrum i wewnętrzny dysk Galaktyki. Mając do dyspozycji system teleskopów Czerenkowa H.E.S.S., liczymy na odkrycie wielu tajemnic lokalnego Wszechświata", mówi Prof. Bronisław Rudak (CAMK PAN, Warszawa), koordynator prac nad poszukiwaniem pulsarów w konsorcjum H.E.S.S.

Rysunek 2. Obserwatorium H.E.S.S. w Namibii. Środkowy, 28-metrowy teleskop CT5 umożliwił zaobserwowanie pulsującego promieniowania pochodzącego z pulsara Vela.

Rolę koordynatora projektu H.E.S.S. w Polsce pełni Centrum Astronomiczne im. M. Kopernika PAN w Warszawie, a w skład ogólnopolskiego konsorcjum wchodzą ponadto: Uniwersytet Jagielloński, Instytut Fizyki Jądrowej im. H. Niewodniczańskiego PAN, Uniwersytet Warszawski i Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu.

Teleskopy Czerenkowa wykorzystują duże, segmentowe zwierciadła do rejestracji optycznych błysków promieniowania Czerenkowa. Błyski te powstają w atmosferze ziemskiej i są generowane przez kaskady relatywistycznych elektronów i pozytonów wytwarzane przez cząstki promieniowania kosmicznego i fotony promieniowania gamma. Trwają one zaledwie kilka nanosekund i są niewidoczne dla ludzkiego oka. Natomiast teleskopy Czerenkowa, wyposażone w olbrzymie powierzchnie zwierciadeł i ultraszybkie kamery wysokiej czułości, umożliwiają ich rejestracje i - po analizie pomiarów - odtworzenie obrazów kosmicznych akceleratorów cząstek emitujących promieniowanie gamma. H.E.S.S. jest jedynym takim obserwatorium na półkuli południowej i jedynym w ogóle wykorzystującym teleskopy różnych rozmiarów. Dlatego też, obserwatorium H.E.S.S. stanowi ważny krok na drodze do budowy nowego globalnego obserwatorium astronomii gamma wysokich energii Cherenkov Telescope Array (CTA) w ramach projektu realizowanego przez międzynarodowe konsorcjum - ze znaczącym udziałem Polski koordynowanym przez UJ. Obserwatorium CTA, którego budowa rozpocznie się w najbliższych dwóch latach, będzie składać się w sumie z około stu teleskopów Czerenkowa o trzech rozmiarach, umieszczonych w dwóch miejscach, na obu półkulach Ziemi. Spodziewany główny udział Polski w tym projekcie to budowa sieci tzw. "małych" teleskopów, których zbudowany prototyp można już teraz oglądać w IFJ PAN w Krakowie.