广西相对论天体物理重点实验室

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Fermi卫星与Swift卫星简介
2018-10-23 10:37   审核人:   (点击: )

Fermi卫星(Fermi Gamma-ray SpaceTelescope)是由NASA主导,美、法、德、意、日等多国参与合作发射的新一代伽玛射线探测卫星。Fermi于08年6月11日发射上天,运行在565km高的近地轨道上。Fermi自上天之日起,截至10年6月11日的两年时间内,共观测到491个伽玛暴,迄今观测到的伽玛暴总数已超过一千多个。Fermi的主要科学目标包括活动星系核及其喷流,伽玛暴,脉冲星,太阳闪,宇宙线的起源,EGRET未证认的伽射线源,以及寻找粒子暗物质湮灭信号等。Fermi卫星上搭载了两个探测仪器:伽玛射线暴监视器(Gamma-ray Burst Monitor,GBM)和大视场望远镜(Large Area Telescope,LAT),两个探测器的能段范围分别是8keV~40MeV和20MeV ~ 300GeV,使Fermi卫星的总观测能段跨了七个数量级。

Fermi卫星

 

  LAT仪器的有效能段为20MeV至300Gev,能量分辨率在10%左右,视场大小约为20%全天空(2.4sr),最大有效面积可达9500平方厘米,时间分辨率约为27微秒。LAT主要工作于巡天模式,每两个轨道周期(约3小时)完整观测一遍全天。当GBM探测到足够明亮的伽玛暴时LAT就会自动转向使得伽玛暴进入到仪器的视场中进行定点观测,定点观测一般将持续5个小时。LAT由四个子系统组成:1、由硅层和钨层相间组成的正负电子对追踪器;2、包裹整个探测器的反符合防护壳(anti-coincident shield);3、CsI量热器;4、触发和数据传输系统。当高能伽玛光子进入到探测器后,与正负电子对追踪器中的钨作用转换为正负电子对,正负电子的运动轨迹分别被硅层所记录,通过分析它们的轨迹。

   

LAT的结构

 

Swift卫星(swift gamma-ray burst mission)是由美国,英国,意大利共同研制的专门用于观测伽玛射线暴的天文卫星,工作在伽玛射线、X射线、紫外线及可见光等多个波段。Swift卫星于04年发射上天,运行在高度约600km的近圆形轨道上,运行周期为90分钟。Swift迄今为止已发现一千多个伽马暴,进行大量的天体物理现象的多波段观测,从邻近的彗星到遥远的类星体和耀变体——超大质量黑洞产生难以想象的高能耀斑的星系。Swift的科学目标主要有,第一,决定伽玛暴的物理起源,通过swift收集关于伽马暴的更详尽的信息;第二是通过伽玛暴来进一步了解我们的宇宙,伽玛暴发生于几百万几十亿光年之外,我们可以利用伽玛暴进一步了解宇宙;第三是在全天范围内进行比之前的探测器都更敏锐的探测,得到更多x射线源的信息;第四,作为一个光学,紫外,x射线空间探测平台,对天空中的高能暂现源,例如超新星,执行观测任务。

 

Swift卫星

 

Swift卫星上搭载了三个探测器,分别是伽玛暴示警望远镜(Burst Alert Telescope,BAT),X射线望远镜(X-ray telescope,XRT),紫外/光学望远镜(UV/optical telescopes,UVOT)。BAT的探测能段在15KeV-150KeV区间上,它负责探测伽玛暴的位置并且确定他们的坐标,它可以在15秒内将分辨率提高到4角分,它的探测范围覆盖整个天区的很大一部分(1个steradian);XRT的探测能段在0.2KeV-10KeV,它主要负责伽玛暴的成像和对伽玛暴余辉光谱的成分分析。它可以提供更加精确的定位(误差到2角秒内),同时它还负责事件发生后几天甚至几个星期后的伽玛暴余辉后期观测;UVOT的工作波段为170-650纳米,主要负责伽玛暴光学余辉的观测,通过光学紫外透镜得到一个低分辨率的光谱。

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