Sorgente LST-1

La prima sorgente vista da LST-1, uno dei telescopi del futuro Cherenkov Telescope Array

Nel tentativo di rilevare una sorgente di raggi gamma, il prototipo del grande telescopio di Cherenkov Telescope Array, CTA, denominato Large-Sized Tel escope LST-1 ha rilevato con successo il suo primo segnale il 23 novembre 2019 osservando la nebulosa del granchio, considerata la candela standard per l'astronomia ad altissime energie.
Le analisi preliminari della prima mezz'ora di presa dati mostrano un segnale altamente significativo, rassicurando le aspettative del team e confermando che il telescopio funziona come progettato.
Questi risultati stati presentati nel meeting generale di LST tenutosi a Marsiglia dal 2 al 4 dicembre.
A destra: la mappa bidimensionale dell'eccesso di raggi gamma dalla direzione della Nebulosa del Granchio ad un'esposizione di 269 min. (TSMap_LopezCoto.png. Credito: Rubén López-Coto, INFN Padova).
Il team di LST è composto da più di 200 scienziati provenienti da 11 paesi: Brasile, Bulgaria, Croazia, Francia, Germania, India, India, Italia, Giappone, Polonia, Spagna e Svizzera.
LST-1 è stato inaugurato , nell'ottobre 2018 e da allora è in fase di messa a punto.
Subito dopo l'inaugurazione il prototipo ha rilevato la sua "prima luce" la sera del 14-15 dicembre, ma questa è la prima rilevazione da una reale sorgente a raggi gamma.
LST-1 sarà uno dei quattro LST situati sull'array CTA-Nord del sito esistente dell'Osservatorio del Roque de los Muchachos dell'Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC)  a Villa de Garafía sull'isola di La Palma, Spagna.
I quattro telescopi LST disposti al centro di una griglia di telescopi osserveranno la componente a più basse energie tra 20 e 150 GeV. Sebbene l'LST-1 abbia una grande superficie riflettente con un diametro di 23 metri, sia alto 45 metri e pesi circa 100 tonnellate, è estremamente agile, avendo la possibilità di riposizionarsi in 20 secondi per catturare segnali gamma da eventi transienti.
La possibilità di riposizionamento rapido e la bassa soglia in energia dei grandi telescopi LST sono caratteristiche fondamentali per lo studio di sorgenti di raggi gamma transienti galattiche ma anche per lo studio di nuclei galattici attivi e lampi di raggi gamma (GRB - gamma-ray bursts) in galassie molto lontane.
Il prototipo del grande telesocopio LST-1 dovrebbe diventare il primo telescopio di CTA una volta competata la revisione critica del progetto che decreta lo strumento "formalmente accettato" dall'Osservatorio CTAO (CTAO).
Il contributo Italiano a LST è significativo ed articolato. Padova ha contribuito alla progettazione concettuale del telescopio LST in particolare nella messa a punto del disegno ottico e della superficie riflettente con il Prof. Mosè Mariotti e il prof. Michele Doro del Dipartimento di Fisica ed Astronomia dell'Università di Padova insieme al gruppo del Max Plank Institute di Monaco.
Nella realizzazione del primo telescopio Padova ha costruito parte della meccanica di movimentazione azimutale (carrelli), le funi in fibra di carbonio per il sostegno e l'ancoraggio dell'arco che supporta la camera.
Padova ha dato (e sta dando) un forte contributo alla realizzazione del software e alle strategie di analisi dati, è padovano infatti il coordinatore del software di analisi dati di LST: Dr. Rubén Lopez-Coto, ricercatore del progetto "Fellini" della Sezione INFN di Padova (Marie Skłodowska-Curie grant n. 754496). 

The time development of the gamma-ray signal in one run (30-min exposure) on the Crab Nebula on 23 November 2019. (Credit: Rubén López-Coto, INFN Padova).

In its first attempt to detect a gamma-ray source, the Large-Sized Telescope prototype (LST-1) successfully detected its first gamma-ray signal on 23 November 2019 when it pointed to the Crab Nebula, which is considered the standard candle in very high-energy astronomy.
Preliminary analyses show a very clear detection of a gamma-ray signal coming from the source, reassuring the team’s expectations that the telescope is performing as designed.
These results are being discussed at the LST General Meeting that is taking place this week in Marseille, France.
The LST team consists of more than 200 scientists from 11 countries: Brazil, Bulgaria, Croatia, France, Germany, India, Italy, Japan, Poland, Spain and Switzerland. The LST-1 was inaugurated in October 2018 and has been undergoing commissioning testing ever since. Soon after the inauguration, the prototype detected its ‘first light’ on the evening of 14-15 December, but this is the first detection from a gamma-ray source.
The LST-1 will be one of four LSTs located on the CTA-North array situated on the existing site of the Instituto de Astrofísica de Canarias’ (IAC’s)  Observatorio del Roque de los Muchachos
in Villa de Garafía on the island of La Palma, Spain.
The four LSTs arranged at the centre of both the northern and southern hemisphere arrays will cover the low-energy sensitivity of CTA between 20 and 150 GeV.
Although the LST-1 has a 23-metre diameter reflective surface, stands 45 metres tall and weighs around 100 tonnes, it is extremely nimble, with the ability to re-position within 20 seconds to capture brief, low-energy gamma-ray signals.
Both the fast re-positioning speed and the low energy threshold provided by the LSTs are critical for CTA studies of transient gamma-ray sources in our own Galaxy and for the study of active galactic nuclei and gamma-ray bursts at high redshift.
The prototype is foreseen to become the first CTA telescope once the LST-1 has completed its critical design review and is formally accepted by the CTA Observatory (CTAO).
The Italian contribution to the large telescope of the Cherenkov Telescope Array (CTA) is significant and articulated.
The Universities and INFN Sections of Padova, Pisa, Siena, and Udine have been in front line for the construction.
Padova contributed to the conceptual design, in particular to the optical design and reflective surface with Prof. Mosè Mariotti and Prof. Michele Doro (Physics and Astronomy Department of the University of Padova) together with the Max Plank Institute in Munich.
For LST-1 telescope Padova built part of the azimuth movement mechanics and the carbon fiber ropes for supporting and anchoring the arch that supports the chamber.
Padua has given (and is giving) a strong contribution to the realization of the software and to the data analysis strategies. The coordinator of the LST software and data analysis is from Padua: Dr. Rubén Lopez-Coto, researcher of the "Fellini" project of the Padova INFN Section (Marie Skłodowska-Curie grant agreement No. 754496).