Экспериментальный телескоп энергетического гамма-излучения
Энергетический экспериментальный гамма-телескоп ( EGRET ) был одним из четырех инструментов, установленных на спутнике НАСА Комптонской гамма-обсерватории . Поскольку гамма-лучи более низкой энергии не могут быть точно обнаружены на поверхности Земли, EGRET был создан для обнаружения гамма-лучей в космосе. EGRET была создана с целью обнаружения и сбора данных о гамма-лучах в диапазоне энергий от 30 МэВ до 30 ГэВ.
Для выполнения своей задачи EGRET был оснащен искровой камерой , калориметром и пластиковым сцинтиллятора антисовпадательным куполом . Искровая камера использовалась для запуска процесса, называемого рождением электрон-позитронных пар , когда гамма-лучи попадали в телескоп. Калориметр телескопа затем использовался для записи данных от электрона или позитрона . Чтобы отклонить другие энергетические лучи, которые могли бы исказить данные, ученые накрыли телескоп пластиковым сцинтилляционным куполом, предотвращающим совпадения. Купол служил щитом для телескопа и блокировал любые нежелательные энергетические лучи.
Телескоп был откалиброван так, чтобы регистрировать только гамма-лучи, попадающие в телескоп под определенными углами. Когда эти гамма-лучи вошли в телескоп, лучи прошли через искровую камеру телескопа и начали производство электрона и позитрона. Затем калориметр обнаруживал электрон или позитрон и записывал его данные, например уровень энергии.
Находки EGRET учёные подтвердили многие давние теории об энергетических волнах в космосе. Ученым также удалось классифицировать и охарактеризовать четыре пульсара . С помощью результатов EGRET ученые смогли составить карту всего неба с гамма-лучами, а также узнать интересные факты о Луне и Солнце Земли.
EGRET является предшественником космического гамма-телескопа Ферми LAT.
Дизайн [ править ]
Базовая конструкция EGRET представляла собой камеру, заполненную особым типом металла, датчик в нижней части камеры для улавливания и регистрации гамма-лучей и, наконец, защитное покрытие всего прибора. Камера будет манипулировать гамма-лучами так, чтобы их можно было записать. Датчик будет улавливать и записывать характеристики гамма-излучения. Наконец, антисовпадение идентифицирует нежелательные частицы. [1]
Для регистрации отдельных гамма-лучей в диапазоне от 30 МэВ до 30 ГэВ EGRET был оснащен пластиковым антисовпадающим куполом сцинтиллятора, искровой камерой и калориметром. Начиная с внешней стороны телескопа, ученые накрыли EGRET пластиковым сцинтилляционным антисовпадательным куполом. Купол действовал как щит, не позволяя нежелательным энергетическим волнам проникать в телескоп и искажать данные. Чтобы фактически создать записываемые и пригодные для использования данные, ученые использовали процесс, называемый производством электрон-позитронных пар, который одновременно создает электрон и позитрон рядом с ядром или субатомной частицей. Чтобы вызвать этот процесс, ученые собрали внутри телескопа многоуровневую искровую камеру из тонких пластин. Искровая камера — это, по сути, камера со множеством пластин из металла и газов, таких как гелий или неон. Наконец, чтобы записать данные электрона или позитрона о гамма-лучах, ученые оснастили EGRET калориметром из йодида натрия, активированным таллием (NaI (Tl)) в его основе. Калориметр зафиксировал спектр гамма-лучей, обнаруженных EGRET.
Функция [ править ]
Поскольку ученые НАСА хотели, чтобы обрабатывались и записывались только определенные типы гамма-лучей, они установили EGRET со множеством систем проверок для фильтрации любой нежелательной информации. Самый простой тип фильтра, который имелся в EGRET, позволял гамма-лучам, попадающим в телескоп только под определенными углами, пропускаться в искровую камеру. Когда гамма-луч прошел через искровую камеру, он попал в одну из металлических пластин внутри искровой камеры. Как только гамма-луч вступил в контакт с металлической пластиной, он инициировал процесс образования электрон-позитронной пары и создал электрон и позитрон. Как только были созданы и электрон, и позитрон, если одна из этих частиц все еще двигалась вниз по телескопу и сигнал от сцинтиллятора антисовпадений не подавался, частица отображалась и записывался ее энергетический уровень. Поскольку каждый гамма-луч должен был пройти все эти системы проверок, результаты EGRET были признаны наиболее ценными среди других инструментов CGRO. [2] [3]
Выводы [ править ]
На протяжении всего периода активной жизни EGRET, который длился с 1991 по 2000 год, все гамма-лучи, которые он собирал и записывал, были получены по одному. Из каждого отдельного гамма-луча, попавшего в EGRET, ученые смогли создать подробную карту «всего высокоэнергетического гамма-неба». Благодаря своим открытиям и составлению карт Вселенной ученые смогли подтвердить многие давние теории о гамма-лучах и их происхождении. Ученые НАСА также обнаружили, что пульсары, которые представляют собой «вращающиеся нейтронные звезды, испускающие луч электромагнитного излучения», являются лучшими источниками гамма-лучей. Ученым также удалось обнаружить и охарактеризовать свойства четырех пульсаров. Результаты EGRET также показали ученым, что Луна в большинстве случаев ярче Солнца. EGRET предоставил ученым информацию, которая позволила им по-новому понять Вселенную. [4] [5]
Ссылки [ править ]
- ^ CGRO SSC EGRET Техническая информация HEASARC: Архив данных НАСА об энергетических явлениях. Веб. 23 января 2010 г.
- ^ CGRO SSC EGRET Техническая информация HEASARC: Архив данных НАСА об энергетических явлениях. Веб. 23 января 2010 г.
- ^ Томпсон, ди-джей, Д.Л. Берч, ди-джей Моррис и Р. Мукерджи. «Экспериментальный эксперимент по гамма-излучению с помощью телескопа, наблюдения высокоэнергетических гамма-лучей Луны и спокойного Солнца». ЖУРНАЛ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ A7 102 (1997): 14730-4740. Распечатать.
- ^ Фихтель, CE; Берч, Д.Л.; Дингус, Б; Хартман, Р.К.; Хантер, SD; Канбах, Г; Книффен, Д.А.; Квок, П.В.; Лин, Ю.К.; Мэттокс, младший; Майер-Хассельвандер, штат ХА; Майкельсон, П.Ф.; фон Монтиньи, К; Нолан, Польша; Пинкау, К; Ротермель, Х; Шнайд, Э.Дж.; Соммер, М; Шрикумар, П; Томпсон, DJ (1993), «Результаты энергетического экспериментального гамма-телескопа (EGRET) в обсерватории Комптона», « Достижения в космических исследованиях » , 13 (12): 637, Bibcode : 1993AdSpR..13..637F , doi : 10.1016/0273-1177(93)90175-Б
- ^ Томпсон, ди-джей, Д.Л. Берч, ди-джей Моррис и Р. Мукерджи. «Экспериментальный эксперимент по гамма-излучению с помощью телескопа, наблюдения высокоэнергетических гамма-лучей Луны и спокойного Солнца». Журнал геофизических исследований A7 102 (1997): 14730-4740. Распечатать.