Астрофизические исследования в эксперименте TAIGA

Участвующие страны и международные организации:

Германия, Италия, Мексика, Россия, Республика Корея, Польша, Румыния, Япония.

Изучаемая проблема и основная цель исследований:

В эксперименте TAIGA проходит поиск локальных галактических источников гамма-квантов с энергией выше 20-30 ТэВ, исследование потоков гамма-излучения от известных источников в той же области энергий, поиск диффузного гамма-излучения от Галактического диска, исследование энергетического спектра и массового состава космических лучей в энергетическом диапазоне 5·10¹³ - 10¹⁹ эВ на недостижимом ранее уровне статистической обеспеченности, исследование высокоэнергетичной части спектра гамма-излучения от наиболее ярких блазаров (поглощения гамма-квантов на межгалактическом фоне, поиск аксион-фотонных переходов), поиск диффузного гамма-излучения и излучения в диапазоне энергий 10¹⁵ - 10¹⁷ эВ (поиск проявлений нарушения Лоренц-инвариантности), поиск галактических ПэВатронов.

Также в рамках обсерватории TAIGA планируется введение "гибридного метода" наблюдений - совместное использование черенковских гамма-телескопов IACT и широкоугольных черенковских детекторов HiScore, что позволит не только значительно улучшить качество выделения сигналов высокоэнергетического гамма-излучения от фоновых адронных событий, но и поможет соединить имеющиеся на сегодняшний день части спектра космических лучей (КЛ), полученные принципиально различными методами, наземными (в диапазоне свыше 10¹⁵ эВ) и орбитальными (ниже 10¹⁴ эВ).

В рамках космического эксперимента НУКЛОН измерены спектры и элементный состав КЛ в интервале энергий 10¹¹ - 10¹⁵ эВ, т.е. в области "колена" в спектре КЛ и перед ним. Дальнейший прогресс в применении данной методики в планируемом эксперименте ОЛВЭ-HERO. Уникальный размер проектируемого детектора (более 10 м³) в течение 5 лет прямых внеатмосферных измерений позволит получить данные, большая статистика которых позволит определить изменения состава КЛ в указанном интервале энергий, а также провести измерение угловой анизотропии КЛ.

Ожидаемые результаты по завершении этапов темы или проектов:

1. Разработка и изготовление сети черенковских гамма-телескопов IACT для эксперимента TAIGA.

2. Создание комплекса управляющих программ для совместной работы IACT и HiScore.

3. Создание комплекса программ для моделирования и обработки данных эксперимента TAIGA.

4. Участие в анализе данных и подготовке публикаций эксперимента TAIGA.

5. Изготовление прототипа установки ОЛВЭ–HERO для исследования космических лучей в диапазоне энергий 10¹¹ - 10¹⁶ эВ.

Ожидаемые результаты по этапам темы или проектам в текущем году:

1. Производство зеркал для четвертого телескопа IACT.

2. Проектирование, изготовление и испытания четвертого телескопа IACT в ЛЯП ОИЯИ.

3. Модернизация программ моделирования событий в эксперименте TAIGA. Модернизация программного обеспечения для набора и обработки данных для телескопов IACT, а также для гибридного режима их работы совместно с детекторами HiScore.

4. МС-моделирование совместной работы телескопа IACT и широкоугольных черенковских детекторовHiScore обсерватории TAIGA и оптимизация выделения событий от гамма-лучей из фона.

5. Проведение мониторинга наиболее ярких источников гамма-излучения в обсерватории TAIGA в гибридном режиме (совместное наблюдение HiScore и IACT). Модернизация программного обеспечения для анализа данных IACT.

6. Завершение обработки данных космических экспериментов ТУС и НУКЛОН.

7. Проведение beam-теста прототипа ОЛВЭ-HERO.

8. Исследование гамма-излучения Крабовидной туманности в диапазоне энергий 2-10 ТэВ (при автономной работе телескопа) и проверка корректности работы телескопа и процедур обработки данных. Наблюдение самых ярких внегалактических источников гамма-излучения Mrk-421, Mrk-501.