Кіріспе

NASA Compton Gamma Ray Observatory спутнигідегі аспап Энергетикалық гамма сәулелері эксперимент телескопы (EGRET) NASA Compton Gamma Ray Observatory спутнигінде орнатылған төрт аспаптың бірі болды. Жер бетінде төмен энергиялы гамма сәулелерін дәл анықтауға болмайтынына байланысты, EGRET ғарышқа шыққанда гамма сәулелерін анықтау үшін жасалды. EGRET 30 MeV-ден 30 GeV-ға дейінгі энергия деңгейіндегі гамма сәулелерін анықтау және мәліметтер жинау мақсатында құрылды. Өзінің тапсырмасын орындау үшін EGRET-ке оттық камера, калориметр және пластикалық сцинтиллятормен жабдықталған. Шам камерасы гамма сәулелері телескопқа кіргенде, электронды позитрон жұптарын шығару процесін бастау үшін пайдаланылды. Кейін телескоптағы калориметр электрон немесе позитроннан алынған деректерді жазу үшін пайдаланылды. Басқа энергия сәулелерін қабылдамау үшін ғалымдар телескопты пластикалық сцинтилляторлы үйлесімділікке қарсы күмбезбен жауып тастады. Бұл күмбез телескопқа қалқан ретінде қызмет етіп, кез келген қажетсіз энергия сәулелерін болдырмады. Телескоп тек белгілі бір бұрыштарда телескопқа кіретін гамма сәулелерін ғана тіркейді. Гамма сәулелері телескопқа кіргенде, олар телескоптың оттық камерасынан өтіп, электрон мен позитронның пайда болуын бастады. Содан кейін калориметр электронды немесе позитронды анықтап, оның энергия деңгейі сияқты деректерін тіркейді. EGRET-тің зерттеулері ғалымдардың ғарышқа ұшып бара жатқан энергия толқындары туралы көптен бері қалыптасқан теорияларын растады. Ғалымдар төрт пульсарды жіктей алды. Ғалымдар EGRET-тің нәтижелері арқылы ғамма сәулелерінің бүкіл аспан картасын жасап, Жердің Ай мен Күн туралы қызықты деректерді анықтады. EGRET - Ферми гамма сәулелері ғарыш телескобының LAT-тың алдыңғы үлгісі.

Дизайн

EGRET-тің негізгі құрылымы - арнайы металлмен толтырылған камера, камераның түбінде гамма сәулелерін түсіріп, жазу үшін сенсор және ақырында бүкіл аспапты қорғайтын жабын. Камера гамма сәулелерін оларды жазуға болатын түрде өзгертеді. Сенсор гамма сәулелерінің сипаттамаларын түсіріп, жазып алады. Соңында, антисопасть қажетсіз бөлшектерді анықтайды. 30 МЕВ-тан 30 ГеВ-қа дейінгі жеке гамма сәулелерін анықтау мақсатында EGRET пластмассадан жасалған сцинтилляторлы, кездейсоқтыққа қарсы күмбезімен, оттық камерасымен және калориметрмен жабдықталған. Ғалымдар телескоптың сыртынан бастап EGRET-ті пластикалық сцинтилляторлы кездейсоқтыққа қарсы күмбезбен жауып тастады. Күмбез қалқан ретінде жұмыс істеді, телескопқа кіруден кез келген қажетсіз энергия толқынын болдырмады және деректерді бұрмалады. Жазуға жарамды, қолдануға болатын деректерді жасау үшін ғалымдар электронды-позитрондық жұптар жасау деп аталатын процесті қолданды, яғни ядро немесе субатомдық бөлшектің жанында электрон мен позитронды бір мезгілде жасау. Бұл процесті іске асыру үшін ғалымдар телескоптың ішіне бірнеше қабатты, жұқа пластиналы оттық камераны орнатты. Шам камерасы - бұл негізінен металл мен гелий немесе неон сияқты газдардың көптеген пластиналары бар камера. Сонымен қатар ғалымдар электронды немесе позитронды гамма сәулесі туралы мәліметтерді жазу үшін EGRET-ке таллиймен белсендірілген натрий йодты (NaI(Tl)) калориметрді орнатты. Калометр EGRET-тің анықтаған гамма сәулелерінің спектрін түсірді.

Функция

НАСА ғалымдары гамма сәулелерінің тек белгілі бір түрлерін ғана өңдеп, тіркеп алуды қалағандықтан, олар EGRET-ті кез келген қажетсіз ақпаратты сүзгілеу үшін көптеген тексеру жүйелерімен құрастырды. EGRET фильтрінің ең негізгі түрі телескопқа белгілі бір бұрыштардан енетін гамма сәулелерін ғана шам камерасына жіберуге мүмкіндік берді. Гамма сәулесі оттық камера арқылы өтетін кезде, ол оттық камерадағы металл пластиналардың біріне соқтығысады. Гамма сәулесі металл табақпен жанасқанда, электронды-позитрондық жұптар пайда болады да, электрон мен позитрон пайда болады. Электрон мен позитронның екеуі де пайда болғаннан кейін, егер осы бөлшектердің бірі телескоп арқылы төмен қарай жылжып, антиқосқыштық сцинтиллятордан сигнал берілмесе, бөлшектің бейнесі түсіріліп, оның энергия деңгейі тіркелді. Әрбір гамма сәулелері осы тексеру жүйелерінің барлығын өтуі керек болғандықтан, EGRET нәтижелері басқа CGRO құралдарынан ең құнды болып табылды.

Қорытындылар

EGRET-тің 1991 жылдан 2000 жылға дейінгі белсенді өмірінің барлық кезеңінде, ол жинаған және жазған гамма сәулелерінің барлығы бір-бірден жасалды. EGRET-ке кірген әрбір жеке гамма сәулесінен ғалымдар "барлық жоғары энергиялы гамма сәулелерінің аспан картасын" толықтай құрастыра алды. Оның нәтижелері мен ғалам картасынан ғалымдар гамма сәулелері мен олардың шығу тегі туралы көптеген ұзақ уақыт бойы ұсталған теорияларды растай алды. Сондай-ақ, НАСА ғалымдары гамма сәулелерінің ең жақсы көзі болып табылатын "электромагниттік сәулелену сәулелерін шығаратын айналып жатқан нейтронды жұлдыздар" - пульсарлар екенін анықтады. Ғалымдар 4 пульсардың қасиеттерін анықтап, сипаттап берді. EGRET-тің нәтижелері ғалымдарға Жердің Айдың күннен айрықша жарық екенін көрсетті. ЭГРЕТ ғалымдарға ғалам туралы жаңа түсінік алуға мүмкіндік беретін мәліметтерді берді.