Optisk astronomi er baseret på billeder optaget ved detektion af fotoner, dvs lyspartikler, med energier på nogle få eV (elektronvolt). Man skal normalt ud i rummet for at kunne observere røntgenstråler (keV området) eller gammastråler (over MeV området), der totalt absorberes af atmosfæren. Det er dog så heldigt at man indirekte kan observere fotoner med energier omkring 1 TeV, dvs en million million elektronvolt.

Sådanne fotoner er meget sjældne, så man har brug for en meget stor detektor, nemlig jordens atmosfære. En sådan TeV-foton producerer i atmosfæren en kaskade af relativistiske elektroner og positroner, som næsten bevæger sig med lysets hastighed (i det tomme rum). Lyshastigheden for optisk lys i atmosfæren er imidlertid lidt mindre end lyshastigheden i vakuum. Det betyder at de ladede partikler udsender elektromagnetisk stråling i en retning, som danner en karakteristisk vinkel med partiklernes bevægelsesretning. Det svarer til det overlydsbrag, som et hurtigt fly udsender. Strålingen kaldes atmosfærisk Cherenkov-stråling. Den kan måles i brændplanet for et stort hulspejl, der heldigvis ikke behøver at være af særlig god optisk kvalitet.

Den karakteristiske form af lysfordelingen anvendes til at beregne den primære gammafotons retning og energi. Princippet for et Cherenkov teleskop forklares på denne NASA side: http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/science/how_l2/cerenkov.html

Nedenstående figur viser VERITAS-observatoriet (det sydlige Arizona), der blev taget i brug i april 2007. Hvert af de 4 teleskoper har en spejldiameter på 12 meter og et kamera med 499 pixler.

MAGIC er et andet Cherenkov-teleskop, der er placeret på en 2200 meter høj bjergtop på den Kanariske Ø La Palma. Teleskopet har en spejldiameter på 17 meter. Det blev taget i brug i 2004. MAGIC-II er under konstruktion 85 meter fra MAGIC-I. Her findes en beskrivelse af MAGIC-teleskoperne: http://wwwmagic.mppmu.mpg.de/index.en.html

MAGIC-teleskopet er blevet anvendt til observationer af pulserende gammastråler fra krabbepulsaren. Krabbepulsaren er en hurtigtroterende magnetisk neutronstjerne med en diameter på ca 20 km. Dens magnetfelt er en million million gange stærkere end jordens magnetfelt. Den blev dannet af en supernova, der blev observeret i året 1054. Neutronstjernen forsyner krappetågen med den energi, som tågen udsender i praktisk talt alle dele af det elektromagnetiske spektrum fra radiostråling til gammastråling. Dette sammensatte farvebillede viser Krabbetågen i optisk lys og røntgenstråling. Nederst vises lyskurven for fotonenergier over 25 milliarder elektronvolt som observeret med MAGIC-teleskopet. Perioden er 0.033 sekunder som i andre dele af spektret.

Link til mere info:
http://wwwmagic.mppmu.mpg.de/physics/recent/Crab/

Bjarne Thomsen