Il prototipo ASTRI, il primo telescopio Schwarzschild-Couder ad essere costruito e testato, è stato inaugurato nel settembre 2014 ed è in fase di sperimentazione presso la stazione di osservazione di Serra La Nave sull'Etna in Sicilia. L'ASTRI è uno dei tre progetti di telescopi di piccole dimensioni proposti per CTA. Credito:Osservatorio di Cherenkov Telsecope
Sono necessarie tre classi di tipi di telescopi per coprire l'intera gamma di energia molto elevata CTA (da 20 GeV a 300 TeV):i telescopi di medie dimensioni copriranno la gamma di energia di base del CTA (da 100 GeV a 10 TeV) mentre i telescopi di grandi dimensioni e i piccoli telescopi a grandezza naturale (SST) estenderanno la gamma di energia al di sotto di 100 GeV e al di sopra di pochi TeV, rispettivamente.
Il telescopio ASTRI è uno dei tre progetti SST proposti in fase di prototipazione e test per l'array dell'emisfero sud del CTA. Il telescopio ASTRI utilizza un'innovativa configurazione Schwarzschild-Couder a doppio specchio con uno specchio primario di 4,3 m di diametro e uno specchio secondario monolitico di 1,8 m. Nel 1905, il fisico e astronomo tedesco Karl Schwarzschild propose un progetto per un telescopio a due specchi destinato ad eliminare gran parte dell'aberrazione ottica nel campo visivo. Questa idea, elaborato nel 1926 da André Couder, rimase inattivo per quasi un secolo perché ritenuto troppo difficile e costoso da costruire. Nel 2007, uno studio di Vladimir Vassiliev e colleghi dell'Università della California a Los Angeles (UCLA) ha dimostrato l'utilità del progetto per i telescopi atmosferici Cherenkov.
Il prototipo ASTRI, il primo telescopio Schwarzschild-Couder ad essere costruito e testato, è stato inaugurato nel settembre 2014 e da allora è in fase di test presso la stazione di osservazione di Serra La Nave sull'Etna in Sicilia. Le sfide tecniche del design sono state superate dai recenti progressi, in particolare nella tecnologia a doppio specchio, rendendolo un'implementazione fattibile per l'osservazione della luce Cherenkov.
L'immagine 2 mostra la Polare osservata da ASTRI con diversi offset dall'asse ottico del telescopio. Le immagini registrate hanno approssimativamente la stessa dimensione angolare, ciascuno da una diversa direzione di osservazione nel campo visivo (da 0 a 4,5 gradi da ogni lato rispetto all'asse ottico centrale). Queste immagini mostrano che la funzione ottica di diffusione del punto del telescopio è approssimativamente costante su tutto il campo visivo. Queste informazioni consentiranno agli scienziati di ricostruire la direzione dei fotoni di raggi gamma emessi da sorgenti celesti.
"Questa è anche la prima volta che un telescopio Cherenkov con due specchi focalizzanti è stato completamente caratterizzato dal punto di vista opto-meccanico, " disse Giovanni Pareschi, astronomo dell'INAF-Osservatorio Astronomico di Brera e ricercatore principale del progetto ASTRI. "Questo è un risultato importante, perché ci consente di passare immediatamente al passaggio successivo:montare una fotocamera Cherenkov entro dicembre 2016 e osservare la prima luce di raggi gamma con ASTRI".
Polare, la stella polare, come osservato da ASTRI con diversi offset dall'asse ottico del telescopio. Le immagini registrate hanno approssimativamente la stessa dimensione angolare, ciascuno da una diversa direzione di osservazione nel campo visivo (da 0 a 4,5 gradi da ogni lato rispetto all'asse ottico centrale). Queste immagini mostrano che la funzione ottica di diffusione del punto del telescopio è approssimativamente costante su tutto il campo visivo. Queste informazioni consentiranno agli scienziati di ricostruire la direzione dei fotoni di raggi gamma emessi da sorgenti celesti. Credito:Osservatorio di Cherenkov Telsecope
Il progetto ASTRI è guidato dall'Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) con la collaborazione di alcune università italiane, l'Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN), Universidade de São Paulo in Brasile e North-West University in Sud Africa.
Gli SST supereranno in numero tutti gli altri telescopi con 70 distribuiti su diversi chilometri quadrati nell'area dell'emisfero australe. Poiché gli sciami di raggi gamma ad altissima energia (tra pochi TeV e 300 TeV) producono una grande quantità di luce Cherenkov, è sufficiente costruire telescopi con piccoli specchi per catturare quella luce. L'ampia copertura e il gran numero degli SST, dislocati su una vasta area, migliorerà le possibilità di CTA di rilevare i raggi gamma a più alta energia. Il design Schwarzschild-Couder viene utilizzato in due ulteriori prototipi CTA (SST-2M GCT e SCT), ma l'ASTRI è il primo a dimostrare in modo conclusivo la fattibilità del sistema.