Le telecamere appena rinnovate dell'H.E.S.S. I telescopi a raggi gamma in Namibia hanno rilevato i loro primi segnali da un acceleratore di particelle cosmiche:le nuove fotocamere hanno registrato Markarian 421 come primo obiettivo, un noto blazar nella costellazione dell'Orsa Maggiore. Il nucleo galattico attivo, 400 milioni di anni luce di distanza, è stato rilevato durante uno stato attivo e ad alta significatività. Dopo quattro anni di sviluppo, test, produzione e distribuzione, questo è l'ultimo grande traguardo dell'H.E.S.S. I progetto di aggiornamento della fotocamera, che è stato guidato da DESY. Il successo è anche un test importante per l'osservatorio di raggi gamma di prossima generazione, l'array di telescopi Cherenkov CTA, che utilizzerà la stessa tecnologia della fotocamera.

Quando H.E.S.S. esplora i misteri del cielo ad alta energia, in realtà non guarda nell'Universo, ma nell'atmosfera superiore. I raggi gamma cosmici vengono assorbiti lì e producono brevi, svenire, lampi di luce viola Cherenkov che possono essere rilevati da terra utilizzando grandi specchi ed elettronica ultraveloce. I tempi di esposizione per immagine sono di appena 16 nanosecondi (miliardesimi di secondo), e H.E.S.S. sta registrando circa 300 di tali eventi al secondo. Poiché alcune immagini consistono solo di poche manciate di particelle di luce (fotoni), i requisiti tecnici per costruire tali telecamere sono molto impegnativi.

Nei dieci anni per i quali l'originale H.E.S.S. Le telecamere sono state azionate, i loro fragili componenti elettronici hanno subito un naturale livello di invecchiamento, che ne ha degradato le prestazioni. In parallelo, anche le tecnologie disponibili sul mercato si sono sviluppate molto ulteriormente, come soluzioni Ethernet più veloci, e chip di lettura più piccoli e veloci. Uno di questi chip è il chip NECTAr, che è stato sviluppato per il prossimo grande esperimento sul campo, CTA. Perciò, nel 2012 l'H.E.S.S. collaborazione ha ordinato ai suoi nuovi collaboratori del DESY di Zeuthen di collaborare con i colleghi dell'area parigina e delle università di Leicester e Amsterdam per utilizzare questo chip e progettare un nuovo, versione modernizzata dei quattro H.E.S.S. io telecamere.

Gli ingegneri non hanno perso tempo e hanno sviluppato un concetto di modernizzazione olistico che prevedeva non solo la sostituzione delle singole schede elettroniche, ma anche un cablaggio migliore, pneumatica e schema di ventilazione. La prima delle telecamere è stata installata nel luglio 2015, gli altri tre sono stati portati in Namibia nel settembre 2016. "L'installazione è andata molto bene. Sebbene sia una situazione di lavoro molto isolata, là fuori nella remota campagna della Namibia, la squadra si stava davvero comportando alla grande e l'atmosfera era molto buona", riassume Stefan Klepser, Capo progetto DESY dell'aggiornamento. "Anche, Sono felice di dire che siamo rimasti ben all'interno del budget e del lasso di tempo a cui miravamo".

Dopo l'installazione, software necessario per essere regolato, connessioni di rete da stabilire, e la vita reale, problemi imprevisti dovevano essere risolti. Intorno al Natale 2016 i sistemi erano tutti agibili per l'osservazione, e per fortuna, un vecchio amico nel cielo di raggi gamma, il blazar Markarian 421 è stato segnalato per mostrare una maggiore attività. Nonostante si trovi nel cielo del Nord, nella costellazione dell'Orsa Maggiore, era a portata di mano per le osservazioni di H.E.S.S. Gli scienziati hanno puntato i quattro telescopi e sono stati in grado di registrare migliaia di immagini.

"Le fotocamere ricondizionate hanno fornito la prima dimostrazione su larga scala che la tecnologia NECTAr è adatta per l'astronomia teraelectronvolt", riassume Christian Stegmann, capo dell'istituto DESY di Zeuthen. "Questo ci fa guardare agli ultimi anni di H.E.S.S., dove le nuove telecamere ci forniranno prestazioni migliorate sia a energie molto basse che molto alte. Ed è una prospettiva promettente al prossimo grande osservatorio di raggi gamma CTA, dove DESY è un partner importante."