Compton (Gamma Observatory)

Compton Gamma Ray Observatory ( CGRO ) er det andet af NASAs "store observatorier" efter Hubble - teleskopet . Observatoriet er opkaldt efter Arthur Compton , vinder af Nobelprisen i fysik. Observatoriet blev fremstillet af TRW (nu Northrop Grumman ). Den blev opsendt på rumfærgen Atlantis (mission STS-37 ) den 5. april 1991 og kørte indtil den 4. juni 2000 . På det tidspunkt var observatoriet den største nyttelast (17 tons) nogensinde opsendt af rumfærger (efter opsendelsen, hvor det øverste trin, Chandra -observatoriet vejede 22,7 tons, blev rekorden overført til det).

Efter svigt af et af gyroskoperne , blev satellitten deorbiteret. På trods af at observatoriets instrumenter fungerede i en helt normal tilstand, kunne svigt af et andet satellitgyroskop føre til, at dets efterfølgende deorbit ville være meget mere kompliceret og kunne være farligt. Efter diskussioner i NASA blev det besluttet, at det af sikkerhedsmæssige hensyn var bedre at deorbitere satellitten på en kontrolleret måde end at lade den falde ukontrolleret længere. Satellitten kom ind i atmosfærens tætte lag den 4. juni 2000 , resterne af satellitten, som ikke brændte ud i atmosfæren, faldt i Stillehavet .

Værktøjer

Compton Observatory havde 4 hovedinstrumenter, der tilsammen dækkede energiområdet fra 20 keV til 30 GeV.

BATSE

Marshall Space Center (NASA) Burst and Transient Source Experiment ( BATSE ) instrument til undersøgelse af flare og forbigående hændelser var designet til at detektere korte udbrud (for eksempel gammastråleudbrud ) og havde også evnen til at udføre undersøgelser af hele himlen. Instrumentet bestod af 8 identiske LAD-moduler (Large Area Detector) placeret i hjørnerne af observatoriet. Hvert modul var en NaI(Tl)-krystal med en diameter på 50,48 cm og en tykkelse på 1,257 cm med et driftsenergiområde på 20 keV - 2 MeV, og en NaI-krystal med en diameter på 12,7 cm og en tykkelse på 7,62 cm med et udvidet energiområde op til 8 MeV. Alle krystaller var omgivet af en plastisk scintillator, som dannede antisammenfaldsbeskyttelse af detektorerne mod ladede partikler af kosmiske stråler og ladede partikler fra Jordens strålingsbælter. En kraftig stigning i detektorernes tællehastighed igangsatte registreringen af ​​detektoraflæsninger med en øget tidsmæssig opløsning, som efterfølgende gjorde det muligt at analysere burstlyskurverne. Den typiske frekvens for optagelse af bursts med BATSE-instrumentet er omkring én om dagen.

OSSE

Retningsbestemt scintillationsspektrometer Oriented Scintillation Spectrometer Experiment , ( OSSE ), produceret ved US Navy Research Laboratory ( eng.  Naval Research Laboratory ) registrerede gammastråler, der faldt ind i spektrometrets synsfelt, begrænset af en kollimator, der måler 3,8 ° x 11,4 ° FWHM . Detektorerne var tykke NaI(Tl)-scintillationskrystaller med en diameter på 30,3 cm og en tykkelse på 10,2 cm, optisk konjugeret med en tyk CsI(Na)-krystal, 76,2 mm tyk, som fungerede efter princippet om Phoswich-anordninger, det vil sige med hurtig adskillelse (~0,25). µs) hændelser, der forekom i NaI-krystallen fra langsomme (~1 µs) hændelser, der fandt sted i CsI(Na)-krystallen. Således tjente CsI(Na)-krystallen som en effektiv antisammenfaldsbeskyttelse mod hændelser, der ikke kom gennem instrumentets synsfelt. En cylindrisk CsI(Na) krystal, der omgiver den centrale detektor fra siderne, tjente også som antisammenfaldsbeskyttelse. En kollimator lavet af wolframplader var placeret i en kop lavet af en CsI(Na) krystal af antisammenfaldsbeskyttelse. Fire detektorer af instrumentet arbejdede i par, skiftende med observationer af kilden og baggrundsområdet for bedre at tage højde for detektorernes instrumentelle baggrund.

COMPTEL

Compton teleskop Imaging Compton Telescope , ( COMPTEL ) produceret ved Institut for Ekstraterrestrial Physics of the Society. Max Planck , University of New Hampshire, det hollandske institut for rumforskning og ESA Department of Astrophysics blev designet til at bestemme ankomstretningen af ​​fotoner i området 0,75-30 MeV med en nøjagtighed på omkring en grad. Instrumentets synsfelt var omkring en steradian. For at registrere rigtige gammafotoner skulle enheden fungere samtidigt i to scintillatorer, øvre og nedre. Gammastråler spredt på den øvre scintillator og efterlod energien E 1 i den , blev absorberet i den nedre scintillator og efterlod energien E 2 i den . Ved at kende disse to størrelser, E 1 , E 2 , var det muligt at bestemme den samlede energi af den indkommende gammastråle og Compton-spredningsvinklen θ. Ved at måle positionerne på detektorerne, hvor begivenhederne initieret af det indkommende gammastrålekvante blev registreret, var det muligt at bestemme ringen af ​​retninger på himlen, hvorfra den registrerede begivenhed kom. I lyset af kravet om næsten strengt sammenfald af tidspunkterne for registrering af hændelser i to detektorer (med en forsinkelse på kun få nanosekunder), blev de fleste af baggrundsbegivenhederne i detektoren effektivt undertrykt. Ved at analysere et stort antal begivenheder med information om "ringene" af foton-ankomster, var det muligt at rekonstruere et himmelkort med en vinkelopløsning på omkring en grad.

EGRET

Energetic Gamma Ray Experiment Telescope ( EGRET ) har registreret gammastråler i området fra 20 MeV til 30 GeV med en vinkelopløsning på brøkdele af en grad og en energiopløsning på 15%. Enheden blev udviklet på Goddard Space Flight Center (USA), Institute of Extraterrestrial Physics of the Society. Max Planck og Stanford University. Detektoren arbejdede efter princippet om at detektere elektron-positron-par produceret, når højenergiske gammastråler passerer gennem volumenet af detektoren. I detektoren blev der målt sekundære elektroners og positroners baner og deres samlede energier, hvilket derefter gjorde det muligt at genskabe information om retningen af ​​den indkommende gammastråle og dens energi.

Hovedresultater

• EGRET-teleskopet opnåede et himmelkort af høj kvalitet i gammastråler over 100 MeV [1] . Datakvaliteten af ​​EGRET-teleskopet blev kun overgået af Fermi -observatoriet , der blev opsendt i 2008. I løbet af de fire år, hvor EGRET-instrumentet var i drift, blev der påvist 271 kilder, hvoraf karakteren af ​​170 ikke kunne fastslås.
• COMPTEL-teleskopet opnåede for første gang et kort over galaksen i strålingslinjen af ​​radioaktivt aluminium-26, som dannes under supernovaeksplosioner [2] .
• Ved hjælp af OSSE-instrumentet blev de bedste hidtil bedste spektre af forskellige galaktiske og ekstragalaktiske kilder opnået i energiområdet op til 1 MeV [3]
• BATSE-instrumentet detekterede mere end 3000 GRB'er (det største sæt af GRB'er til dato [4] ), hvilket for første gang muliggjorde en række vigtige statistiske undersøgelser af GRB'er [5] . Det var blandt andet muligt at vise, at den rumlige fordeling af gammastråleudbrud er meget ensartet på himlen og de er opdelt i to store familier, med en gennemsnitlig varighed på mindre end og mere end 2 sekunder [6] . Ifølge moderne koncepter er opdelingen efter varigheden af ​​gammastråleudbrud forbundet med en forskel i arten af ​​astrofysiske objekter, eksplosioner, hvori fører til gammastråleudbrud (sammensmeltning af binære sorte huller eller neutronstjerner og kollaps af en massiv stjerne)
• Ved hjælp af BATSE-instrumentet blev den hidtil bedste overvågning af røntgenpulsarer gennemført, hvilket gjorde det muligt at udføre en række vigtige tests af forskellige astrofysiske modeller af tiltagende neutronstjerner [7] .
• Korte gammastråleudbrud fra tordenskyer i Jordens atmosfære er blevet opdaget.

Noter

1. ↑ EGRET-observationer af den diffuse gamma-stråleemission fra det galaktiske plan
2. ↑ COMPTEL-observationer af galaktisk ^26^Al-emission.
3. ↑ Gammastråle-spektrale stater for kandidater til galaktiske sorte huler
4. ↑ Det fjerde BATSE Gamma-Ray Burst-katalog (revideret)
5. ↑ Rumlig fordeling af gammastråleudbrud observeret af BATSE . Hentet 3. december 2009. Arkiveret fra originalen 22. oktober 2017. (ubestemt)
6. ↑ Identifikation af to klasser af gammastråleudbrud . Hentet 3. december 2009. Arkiveret fra originalen 29. juni 2014. (ubestemt)
7. ↑ Observationer af tiltagende pulsarer . Hentet 3. december 2009. Arkiveret fra originalen 8. april 2019. (ubestemt)

Links

• cossc.gsfc.nasa.gov - Comptons officielle hjemmeside
• NASA CGRO billeder

Ordbøger og encyklopædier	Flot dansk Britannica (online)
I bibliografiske kataloger BIBSYS: 4105652 GND : 4428186-9 , 1090574673 J9U : 987007441517505171 LCCN : nr. 95029784 VIAF : 146858764 WorldCat VIAF : 146858764