Compton Gamma Ray Observatory

CGRO bar et komplement af fire instrumenter, der dækkede et hidtil uset seks årtier af det elektromagnetiske spektrum, fra 20 keV til 30 GeV (fra 0,02 MeV til 30000 MeV). I rækkefølge efter stigende spektral energidækning:

BATSEEdit

Burst and Transient Source-eksperimentet (BATSE) af NASAs Marshall Space Flight Center søgte himlen efter gammastråleudbrud (20 til > 600 kev) og gennemførte fuld himmelundersøgelser for langlivede kilder. Den bestod af otte identiske detektormoduler, en ved hver af satellitens hjørner. Hvert modul bestod af både en Nai (Tl) Large Area Detector (LAD), der dækker 20 keV til ~2 MeV-området, 50,48 cm i dia med 1,27 cm tyk og en 12,7 cm dia med 7,62 cm tyk Nai-Spektroskopidetektor, som udvidede det øvre energiområde til 8 MeV, alle omgivet af en plastisk scintillator i aktiv anti-tilfældighed for at nedlægge veto mod de store baggrundshastigheder på grund af kosmiske stråler og fanget stråling. Pludselige stigninger i LAD-satserne udløste en højhastigheds datalagringstilstand, hvor detaljerne i burst blev læst op til telemetri senere. Bursts blev typisk påvist med hastigheder på ca. en pr. dag i løbet af den 9-årige CGRO-mission. En stærk burst kan resultere i observation af mange tusinder af gammastråler inden for et tidsinterval fra ~0,1 s op til omkring 100 s.

OSSEEdit

det orienterede Scintillationsspektrometereksperiment (osse) fra Naval Research Laboratory detekterede gammastråler, der kom ind i synsfeltet for et af fire detektormoduler, som kunne peges individuelt og var effektive i området 0,05 til 10 MeV. Hver detektor havde en central scintillationsspektrometerkrystal af NaI(Tl) 12 tommer (303 mm) i diameter, med 4 tommer (102 mm) tyk, optisk koblet bagpå til en 3 tommer (76,2 mm) tyk CsI(Na) krystal med lignende diameter, set af syv fotomultiplikatorrør, der drives som en FOS: dvs.partikel-og gammastrålebegivenheder bagfra producerede langsomt stigningstid (~1 liter) pulser, som kunne adskilles elektronisk fra rene NaI-begivenheder fra forsiden, som producerede hurtigere (~0,25 liter) pulser. Således fungerede CsI-bagkrystallen som et aktivt anticoincidence-skjold, der nedlagde veto mod begivenheder bagfra. Et yderligere tøndeformet CsI-skjold, også i elektronisk anticoincidence, omringede den centrale detektor på siderne og tilvejebragte grov kollimation, der afviste gammastråler og ladede partikler fra siderne eller det meste af det forreste synsfelt (FOV). Et finere niveau af vinkelkollimation blev tilvejebragt af et tungsten lamel kollimator gitter inden i den ydre CsI tønde, som kollimerede svaret på en 3,8 liter 11,4 liter FHM rektangulær FOV. En plastisk scintillator på tværs af fronten af hvert modul nedlagde veto mod ladede partikler, der kom ind fra fronten. De fire detektorer blev typisk betjent i par af to. Under en gammastrålekildeobservation ville en detektor tage observationer af kilden, mens den anden ville dræbe lidt fra kilden for at måle baggrundsniveauerne. De to detektorer ville rutinemæssigt skifte roller, hvilket giver mulighed for mere nøjagtige målinger af både kilde og baggrund. Instrumenterne kunne dræbe med en hastighed på cirka 2 grader i sekundet.

COMPTELEdit

Imaging Compton Telescope (COMPTEL) af maks.Planck Institut for udenjordisk fysik, universitetet i ny Hampshire, nederlandsk Institut for rumforskning og ESA ‘ s Astrophysics Division blev indstillet til 0,75-30 MeV energiområdet og bestemte fotons ankomstvinkel til inden for en grad og energien til inden for fem procent ved højere energier. Instrumentet havde et synsfelt af en steradian. Til kosmiske gammastrålebegivenheder krævede eksperimentet to næsten samtidige interaktioner i et sæt forreste og bageste scintillatorer. Gammastråler ville Compton sprede sig i et fremaddetektormodul, hvor interaktionsenergien E1, givet til rekylelektronen, blev målt, mens Compton-spredt foton derefter ville blive fanget i et af de andet lag af scintillatorer bagpå, hvor dens samlede Energi, E2, ville blive målt. Ud fra disse to energier, E1 og E2, kan Compton-spredningsvinklen, vinkel Krist, bestemmes sammen med den samlede energi, E1 + E2, af den indfaldende foton. Interaktionernes positioner i både de forreste og bageste scintillatorer blev også målt. Vektoren, V, der forbinder de to interaktionspunkter, bestemte en retning mod himlen, og vinklen Krist om denne retning definerede en kegle om V, hvorpå fotonens kilde skal ligge, og en tilsvarende “begivenhedscirkel” på himlen. På grund af kravet om en næsten tilfældighed mellem de to interaktioner, med den korrekte forsinkelse på nogle få nanosekunder, de fleste former for baggrundsproduktion blev stærkt undertrykt. Fra samlingen af mange begivenhedsenergier og begivenhedscirkler kunne et kort over kildepositionerne sammen med deres fotonstrømme og spektre bestemmes.

Egretrediger

det energiske Gammastråleeksperimentteleskop (EGRET) målte høj energi (20 MeV til 30 GeV) gammastrålekildepositioner til en brøkdel af en grad og fotonenergi til inden for 15 procent. EGRET blev udviklet af NASA Goddard Space Flight Center, Det maksimale Planck Institut for udenjordisk fysikog Stanford University. Dens detektor drives på princippet om elektron-positronpar produktion fra høj energi fotoner interagerer i detektoren. Sporene af den højenergielektron og positron, der blev skabt, blev målt inden for detektorvolumenet, og aksen af V af de to nye partikler projiceret til himlen. Endelig blev deres samlede energi målt i en stor kalorimeter scintillationsdetektor bag på instrumentet.