Энергетический телескоп для экспериментов с гамма-лучами - Energetic Gamma Ray Experiment Telescope

Логотип инструмента.
Небо в гамма-лучах высокой энергии.

В Энергетический телескоп для экспериментов с гамма-лучами (EGRET) был одним из четырех инструментов, установленных НАСА. Гамма-обсерватория Комптона спутник. Поскольку гамма-лучи с более низкой энергией не могут быть точно обнаружены на поверхности Земли, система EGRET была создана для обнаружения гамма-лучей в космосе. EGRET был создан с целью обнаружения и сбора данных о гамма-лучах с энергетическим уровнем от 30 МэВ до 30 ГэВ.

Для выполнения своей задачи EGRET был оснащен искровая камера, калориметр, и пластик сцинтиллятор купол анти-совпадения. Искровая камера использовалась для инициирования процесса, называемого электрон-позитронным. парное производство как гамма-луч вошел в телескоп. Затем калориметр телескопа использовался для записи данных с электрон или же позитрон. Чтобы отклонить другие энергетические лучи, которые могут исказить данные, ученые накрыли телескоп пластиковым сцинтилляторным куполом, предотвращающим совпадения. Купол служил щитом для телескопа и блокировал любые нежелательные энергетические лучи.

Телескоп был откалиброван только для регистрации гамма-лучей, попадающих в телескоп под определенными углами. Когда эти гамма-лучи попадали в телескоп, лучи проходили через искровую камеру телескопа и вызывали образование электрона и позитрона. Затем калориметр обнаружил электрон или позитрон и записал его данные, например уровень энергии.

На основе находок EGRET ученые подтвердили многие давние теории об энергетических волнах в космосе. Ученые также смогли классифицировать и охарактеризовать четыре пульсары. Ученые смогли нанести на карту все небо с гамма-лучами с помощью результатов EGRET, а также узнать интересные факты о Луне и Солнце на Земле.

EGRET является предшественником Космический гамма-телескоп Ферми LAT.

Дизайн

Основная конструкция EGRET представляла собой камеру, заполненную специальным металлом, 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 захватывать и записывать характеристики гамма-излучения. Наконец, защитное покрытие будет блокировать любые нежелательные энергетические лучи.[1]

С целью регистрации отдельных гамма-лучей в диапазоне от 30 МэВ до 30 ГэВ, EGRET был оборудован пластиковым сцинтилляторным куполом, исключающим совпадения, искровой камерой и калориметром. Начиная с внешней стороны телескопа, ученые закрыли EGRET пластиковым сцинтилляторным куполом, предотвращающим совпадения. Купол действовал как щит, блокируя попадание нежелательных энергетических волн в телескоп и искажение данных. Чтобы фактически создать записываемые и пригодные для использования данные, ученые использовали процесс, называемый рождением электронно-позитронных пар, который создает электрон и позитрон одновременно возле ядра или субатомной частицы. Чтобы вызвать этот процесс, ученые собрали внутри телескопа многоуровневую искровую камеру с тонкими пластинами. Искровая камера - это в основном камера с множеством металлических пластин и газов, таких как гелий или неон. Наконец, чтобы записать данные электрона или позитрона о гамма-луче, ученые оснастили EGRET калориметром с активированным таллием иодидом натрия (NaI (Tl)) в его основании. Калориметр фиксировал разрешение гамма-лучей, попавших в систему EGRET.

Функция

Поскольку ученые НАСА хотели обрабатывать и регистрировать только определенные типы гамма-лучей, они установили EGRET с множеством систем проверок для фильтрации любой нежелательной информации. Самый простой тип фильтра, который имелся в EGRET, позволял только гамма-лучам, входящим в телескоп под определенными углами, попадать в искровую камеру. Когда гамма-излучение проходило 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 рождения электрон-позитронной пары и создал электрон и позитрон. После создания и электрона, и позитрона, если одна из этих частиц все еще движется вниз по телескопу и сигнал от сцинтиллятора антисовпадения не срабатывает, частица визуализируется и регистрируется ее уровень энергии. Поскольку каждый гамма-луч должен проходить все эти системы проверок, результаты EGRET были признаны наиболее ценными среди других инструментов CGRO.[2][3]

Результаты

На протяжении активного периода жизни EGRET, который длился с 1991 по 2000 год, все гамма-лучи, которые он собирал и регистрировал, производились по одному. На основе каждого отдельного гамма-излучения, попавшего в систему EGRET, ученые смогли создать подробную карту «всего неба с использованием высокоэнергетических гамма-лучей». На основе результатов исследования и составления карты Вселенной ученые смогли подтвердить многие давние теории о гамма-лучах и их происхождении. НАСА ученые также обнаружили, что пульсары, которые представляют собой «вращающиеся нейтронные звезды, испускающие пучок электромагнитного излучения», являются лучшими источниками гамма-лучей. Ученые также смогли обнаружить и охарактеризовать свойства 4 пульсаров. Результаты EGRET также показали ученым, что Луна на Земле в большинстве случаев ярче Солнца. EGRET предоставил ученым информацию, которая позволила им по-новому понять Вселенную.[4][5]

Рекомендации

  1. ^ Техническая информация CGRO SSC EGRET HEASARC: Архив данных НАСА по энергетическим явлениям. Интернет. 23 января 2010 г.
  2. ^ Техническая информация CGRO SSC EGRET HEASARC: Архив данных НАСА по энергетическим явлениям. Интернет. 23 января 2010 г.
  3. ^ Томпсон, Д. Дж., Д. Л. Берч, Д. Дж. Моррис и Р. Мукерджи. "Энергетический гамма-телескоп экспериментального телескопа высокоэнергетических гамма-наблюдений Луны и спокойного Солнца". ЖУРНАЛ ГЕОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ A7 102 (1997): 14730-4740. Распечатать.
  4. ^ Fichtel, C.E; Bertsch, D.L; Дингус, B; Hartman, R.C; Хантер, С.Д .; Канбах, G; Книффен, Д.А.; Kwok, P.W; Lin, Y.C; Маттокс, Дж. Р.; Mayer-Hasselwander, H.A; Михельсон, П.Ф .; фон Монтиньи, C; Nolan, P.L; Пинкау, К; Ротермель, Н; Schneid, E.J; Соммер, М; Sreekumar, P; Томпсон, Д.Дж. (1993), «Результаты эксперимента с энергетическим гамма-телескопом (EGRET) на обсерватории Комптона», Успехи в космических исследованиях, 13 (12): 637, Bibcode:1993AdSpR..13..637F, Дои:10.1016 / 0273-1177 (93) 90175-Б
  5. ^ Томпсон, Д. Дж., Д. Л. Бертч, Д. Дж. Моррис и Р. Мукерджи. "Энергетический гамма-телескоп экспериментального телескопа высокоэнергетических гамма-наблюдений Луны и спокойного Солнца". Журнал геофизических исследований A7 102 (1997): 14730-4740. Распечатать.

внешняя ссылка