АлтГУ участвует в «мегасайенс»-исследованиях космоса

Успешно завершилась командировка молодых ученых АлтГУ в Тункинскую долину (Бурятия). Здесь, в 50 км от озера Байкал, расположен пилотный комплекс гамма-астрономической обсерватории TAIGA.

Рабочие поездки специалистов Алтайского государственного университета в уникальную обсерваторию с 2018 г. осуществляются ежегодно – на дежурство к месту расположения установки в Тункинской долине отправилась уже четвертая группа ученых. В этом году вахту на установке в течение 10 дней несли два аспиранта Института цифровых технологий, электроники и физики – Сергей Солдаткин, который посетил обсерваторию во второй раз, и Артемий Ревякин.

Обсерватория TAIGA (Tunka Advanced Instrument for cosmic ray physics and Gamma Astronomy) создана для изучения первичного космического излучения высоких и сверхвысоких энергий. Частицы высоких энергий, к которым относятся протоны, ядра более тяжелых элементов и гамма-кванты, проникают в атмосферу Земли с высокими скоростями и порождают каскады вторичных частиц различного типа, называемых широкими атмосферными ливнями (ШАЛ). На основе экспериментально измеренных характеристики ШАЛ можно определить тип первичных частиц, их энергию, химический состав и направление прихода, что позволяет выдвинуть гипотезы относительно их происхождения. Сегодня поиском ответа на вопрос о происхождении и свойствах первичного космического излучения занимаются крупные измерительные комплексы, расположенные по всему миру. Отличительной особенностью обсерватории TAIGA является гибридный подход к измерению ливней, использование которого подразумевает регистрацию различных типов излучения специализированными детекторами. Сегодня измерительный комплекс, занимающий площадь в 1 кв. км, включает в себя установку регистрации электронов и мюонов Tunka-Grande, детекторы для измерения черенковского излучения Тунка-133 и TAIGA-HiScore, атмосферные черенковские телескопы TAIGA-IACT, а также оборудование для измерения радиоизлучения ШАЛ Tunka-REX. В настоящее время проходит испытание и вводится в работу новый кластер мюонных установок TAIGA-Muon.

Управление детекторами установки и мониторинг их состояния ведется из лаборатории, куда стекается информация со всех инструментов и в режиме реального времени отображается на мониторах. Именно здесь круглосуточно выполняют работу дежурные: следят за корректностью сбора данных с детекторов, раз в сутки проводят архивацию измерений, а в случае неполадок в ручном режиме перезапускают работу всего комплекса. В весенний период особое внимание также уделяется поддержанию приемлемой температуры у электроники системы сбора данных детекторов TUNKA-Grande.

В свободное от дежурств время, когда комплекс работал в штатном режиме, Сергею и Артемию удалось ознакомиться с принципами работы электроники детекторов и особенностями реализованного подхода сбора данных. В освоении этих задач им помог младший научный сотрудник НИИ прикладной физики Иркутского государственного университета, технический специалист по работе с установками Роман Монхоев, занимающийся сейчас исследовательской работой прямо в обсерватории. Аспиранты ознакомились с направлениями актуальных исследований, которые уже проводятся и планируются к выполнению на гамма-обсерватории, а также обсудили направления совместной работы.

К окончанию командировки в обсерватории начался процесс консервации черенковских установок на летний период, когда эти детекторы не проводят измерений из-за коротких ночей и угрозы попадания в них молний во время грозы. Дежурство аспиранты передали специалистам Иркутского государственного университета, которые занялись диагностикой состояния комплекса и переводом обсерватории на летний режим работы.

Напомним, что астрофизики опорного вуза Алтайского края являются полноправными участниками международной коллаборации TAIGA с 2017 года. Данная коллаборация занимается созданием одной из крупнейших в мире гамма-астрономических обсерваторий, которая, по мнению ученых, станет уникальным источником научных данных в области астрофизики элементарных частиц, гамма-астрономии, физики космических лучей, астрономии, физики околоземного пространства, физики метеорных явлений, геофизики, радиофизики, физики атмосферы и т. д.

Астрофизическая группа под руководством доктора физико-математических наук, профессора АлтГУ Анатолия Алексеевича Лагутина недавно ознакомила научную общественность с результатами первого этапа проекта по поиску полигона для размещения полномасштабной гамма-обсерватории уровня «мегасайенс» (проект был поддержан РФФИ). Итоговые доклады были представлены на 36-й Всероссийской конференции по космическим лучам и научном семинаре коллаборации TAIGA, статья принята к публикации в журнале «Известия РАН. Серия физическая».

«Ученые АлтГУ совместно с коллегами из Иркутского государственного университета исследовали равнинные участки высокогорных зон Большого Алтая на территории России и Монголии с точки зрения выбора территории для проектирования полномасштабной гамма-обсерватории уровня «мегасайенс», - уточняет проректор по развитию международной деятельности АлтГУ Роман Ильич Райкин. – С использованием ночных данных радиометра VIIRS спутниковой платформы Suomi NPP, а также данных гиперспектрометра AIRS спутника Aqua проведено исследование астроклиматических условий для выполнения ночных астрофизических наблюдений. Определено, что в качестве возможных районов для размещения полномасштабного гамма-астрономического эксперимента с топографической и астроклиматической точек зрения наиболее подходят район Чуйской степи на территории Республики Алтай и плато озера Хубсугул в аймаке Хувсгел Монголии».

Роман Ильич уточнил, что при учете инфраструктурных особенностей, таких, как транспортная доступность, возможности по организации энергообеспечения и других, в соответствии с последними результатами обработки данных космического мониторинга за значительный период времени, предпочтительным является полигон в западной части Чуйской степи.