Compton (Gamma observatoř)

Observatoř Compton Gamma Ray Observatory ( CGRO ) je po Hubbleově teleskopu druhou z "velkých observatoří" NASA . Observatoř je pojmenována po Arthuru Comptonovi , nositeli Nobelovy ceny za fyziku. Observatoř byla vyrobena společností TRW (nyní Northrop Grumman ). Startoval na raketoplánu Atlantis (mise STS-37 ) 5. dubna 1991 a fungoval do 4. června 2000 . Observatoř byla v té době největším nákladem (17 tun), jaký kdy raketoplány vypustily (po startu s horním stupněm, observatoří Chandra vážící 22,7 tuny, rekord prošel právě jí).

Po selhání jednoho z gyroskopů byla družice vyřazena z oběžné dráhy. Navzdory tomu, že přístroje observatoře fungovaly v plně normálním režimu, výpadek dalšího satelitního gyroskopu by mohl vést k tomu, že jeho následná deorbita by byla mnohem komplikovanější a mohla by být nebezpečná. Po diskusích v rámci NASA bylo rozhodnuto, že v zájmu bezpečnosti je lepší řízeně deorbitovat satelit, než nechat jej nekontrolovatelně padat dále. Družice vstoupila do hustých vrstev atmosféry 4. června 2000 , zbytky družice, které v atmosféře neshořely, dopadly do Tichého oceánu .

Nástroje

Observatoř Compton nesla 4 hlavní přístroje, které společně pokrývaly energetický rozsah od 20 keV do 30 GeV.

BATSE

Zařízení Marshall Space Center (NASA) Burst and Transient Source Experiment ( BATSE ) pro studium vzplanutí a přechodných jevů bylo navrženo tak, aby detekovalo krátké vzplanutí (například gama záblesky ) a mělo také schopnost provádět průzkumy celé nebe. Přístroj se skládal z 8 identických LAD (Large Area Detector) modulů umístěných v rozích observatoře. Každý modul byl krystal NaI(Tl) o průměru 50,48 cm a tloušťce 1,257 cm s rozsahem provozní energie 20 keV - 2 MeV a krystal NaI o průměru 12,7 cm a tloušťce 7,62 cm s rozšířený energetický rozsah až 8 MeV. Všechny krystaly byly obklopeny plastovým scintilátorem, který tvořil antikoincidenční ochranu detektorů před nabitými částicemi kosmického záření a nabitými částicemi z radiačních pásů Země. Prudké zvýšení četnosti detektorů iniciovalo záznam hodnot detektorů se zvýšeným časovým rozlišením, což následně umožnilo analyzovat křivky burstového světla. Typická frekvence záznamových dávek nástrojem BATSE je asi jedna za den.

OSSE

Směrový scintilační spektrometr Oriented Scintillation Spectrometer Experiment , ( OSSE ), vyrobený ve Výzkumné laboratoři amerického námořnictva ( eng.  Naval Research Laboratory ) zaznamenával gama záření dopadající do zorného pole spektrometru, omezeného kolimátorem o rozměrech 3,8 ° x 11,4 ° FWHM . Detektory byly silné NaI(Tl) scintilační krystaly o průměru 30,3 cm a tloušťce 10,2 cm, opticky konjugované s tlustým CsI(Na) krystalem o tloušťce 76,2 mm, pracující na principu Phoswich zařízení, tedy s rychlou separací (~0,25 µs) události, které se vyskytly v krystalu NaI z pomalých (~1 µs) událostí, ke kterým došlo v krystalu CsI(Na). Krystal CsI(Na) tedy sloužil jako účinná antikoincidenční ochrana proti událostem, které neprošly zorným polem přístroje. Jako antikoincidenční ochrana sloužil také válcový krystal CsI(Na) obklopující ze stran centrální detektor. Kolimátor z wolframových destiček byl umístěn v misce z CsI(Na) krystalu antikoincidenční ochrany. Čtyři detektory přístroje pracovaly ve dvojicích, střídavě se střídaly pozorování zdroje a oblasti pozadí, aby bylo lépe zohledněno přístrojové pozadí detektorů.

COMPTEL

Comptonův dalekohled Imaging Comptonův dalekohled ( COMPTEL ) vyrobený v Ústavu mimozemské fyziky společnosti. Max Planck , University of New Hampshire, Nizozemský institut pro výzkum vesmíru a oddělení astrofyziky ESA byl navržen tak, aby určil směr příchodu fotonů v rozsahu 0,75-30 MeV s přesností přibližně stupně. Zorné pole přístroje bylo asi jeden steradián. Pro registraci skutečných fotonů gama potřebovalo zařízení pracovat současně ve dvou scintilátorech, horním a dolním. Gama paprsky rozptýlené na horním scintilátoru, zanechávající v něm energii E 1 , byly absorbovány v dolním scintilátoru a zanechávaly v něm energii E 2 . Při znalosti těchto dvou veličin, E 1 , E 2 , bylo možné určit celkovou energii příchozího gama záření a Comptonův úhel rozptylu θ. Měřením pozic na detektorech, ve kterých byly registrovány události iniciované přicházejícím kvantem gama záření, bylo možné určit prstenec směrů na obloze, odkud registrovaná událost přišla. Vzhledem k požadavku na téměř striktní shodu časů registrace událostí ve dvou detektorech (se zpožděním pouhých několika nanosekund) byla většina událostí na pozadí v detektoru účinně potlačena. Analýzou velkého množství událostí s informacemi o „prstencích“ příletů fotonů bylo možné rekonstruovat mapu oblohy s úhlovým rozlišením asi jeden stupeň.

EGRET

Experimentální teleskop EGRET ( Energetic Gamma Ray Experiment Telescope ) zaregistroval gama záření v rozsahu od 20 MeV do 30 GeV s úhlovým rozlišením zlomků stupně a energetickým rozlišením 15 %. Zařízení bylo vyvinuto v Goddard Space Flight Center (USA), Institute of Extraterrestrial Physics of the Society. Max Planck a Stanfordská univerzita. Detektor pracoval na principu detekce elektron-pozitronových párů vznikajících při průchodu vysokoenergetického gama záření objemem detektoru. V detektoru byly měřeny dráhy sekundárních elektronů a pozitronů a jejich celkové energie, což následně umožnilo obnovit informaci o směru přicházejícího gama záření a jeho energii.

Hlavní výsledky

• Dalekohled EGRET získal kvalitní mapu oblohy v gama záření nad 100 MeV [1] . Kvalitu dat dalekohledu EGRET překonala pouze observatoř Fermi , spuštěná v roce 2008. Za čtyři roky provozu nástroje EGRET bylo zjištěno 271 zdrojů, z nichž se nepodařilo zjistit povahu 170.
• Dalekohled COMPTEL poprvé získal mapu galaxie v radiační linii radioaktivního hliníku-26, který vzniká při explozích supernov [2] .
• Pomocí přístroje OSSE byla získána dosud nejlepší spektra různých galaktických a extragalaktických zdrojů v energetickém rozsahu do 1 MeV [3]
• Nástroj BATSE detekoval více než 3 000 GRB (dosud největší soubor GRB [4] ), což poprvé umožnilo řadu důležitých statistických studií GRB [5] . Mimo jiné se podařilo prokázat, že prostorové rozložení gama záblesků je na obloze velmi rovnoměrné a jsou rozděleny do dvou velkých rodin, s průměrnou dobou trvání méně než a více než 2 sekundy [6] . Podle moderních koncepcí je rozdělení podle doby trvání gama záblesků spojeno s rozdílem v povaze astrofyzikálních objektů, exploze, při kterých dochází k zábleskům gama (slučování binárních černých děr nebo neutronových hvězd a kolaps masivní hvězda)
• Pomocí přístroje BATSE bylo provedeno dosud nejlepší sledování rentgenových pulsarů, což umožnilo provést řadu důležitých testů různých astrofyzikálních modelů přibývajících neutronových hvězd [7] .
• Byly objeveny krátké záblesky gama z bouřkových mraků v zemské atmosféře.

Poznámky

1. ↑ EGRET Pozorování difúzní emise gama záření z galaktické roviny
2. ↑ COMPTEL pozorování galaktické emise ^26^Al.
3. ↑ Spektrální stavy gama záření kandidátů galaktických černých děr
4. ↑ Čtvrtý katalog gama záblesků BATSE (revidovaný)
5. ↑ Prostorové rozložení gama záblesků pozorovaných BATSE . Získáno 3. prosince 2009. Archivováno z originálu dne 22. října 2017. (neurčitý)
6. ↑ Identifikace dvou tříd gama záblesků . Získáno 3. prosince 2009. Archivováno z originálu dne 29. června 2014. (neurčitý)
7. ↑ Pozorování přibývajících pulzarů . Získáno 3. prosince 2009. Archivováno z originálu dne 8. dubna 2019. (neurčitý)

Odkazy

• cossc.gsfc.nasa.gov - oficiální stránky Comptonu
• Obrázky NASA CGRO

Slovníky a encyklopedie	Velká dánština Britannica (online)
V bibliografických katalozích BIBSYS: 4105652 GND : 4428186-9 , 1090574673 J9U : 987007441517505171 LCCN : č. 95029784 VIAF : 146858764 WorldCat VIAF : 146858764