Compton Gamma Ray Observatory

CGRO kantoi neljän instrumentin komplementtia, joka kattoi ennennäkemättömän kuusi vuosikymmentä sähkömagneettista spektriä, 20 keV-30 GeV (0,02 MeV-30000 MeV). Jotta spektrienergian kattavuus kasvaisi:

BATSEEDIT

Nasan Marshall Space Flight Centerin Burst and Transient Source Experiment (Batse) etsi taivaalta gammasäteilypurkauksia (20->600 keV) ja suoritti täyden taivaan tutkimuksia pitkäikäisille lähteille. Se koostui kahdeksasta identtisestä ilmaisinmoduulista, joista yksi oli kussakin satelliitin kulmassa. Jokainen moduuli koostui sekä NaI (Tl) Large Area Detector (LAD), joka kattaa 20 keV ~2 MeV alue, 50.48 cm dia 1.27 cm paksu, ja 12.7 cm dia 7.62 cm paksu NaI spektroskopia ilmaisin, joka laajensi ylemmän energia-alueen 8 MeV, kaikki ympäröi muovi tuike aktiivinen anti-sattumaa veto suurten taustanopeuksien vuoksi kosmiset säteet ja loukkuun säteily. Äkkinäinen nousu LAD-nopeuksissa laukaisi nopean tiedon tallennustilan, jonka yksityiskohdat luettiin telemetriaan myöhemmin. Purkauksia havaittiin tyypillisesti noin yksi päivässä 9-vuotisen CGRO-tehtävän aikana. Voimakas purkaus voi johtaa useiden tuhansien gammasäteiden havainnointiin aikavälillä, joka vaihtelee ~0,1 sekunnista noin 100 sekuntiin.

OSSEEdit

Naval Research Laboratoryn Oriented Scintillation Spectrometer Experiment (OSSE) havaitsi gammasäteiden tulevan näkökenttään mistä tahansa neljästä ilmaisinmoduulista, jotka voitiin osoittaa erikseen ja jotka olivat tehokkaita 0,05-10 MeV: n alueella. Jokaisella ilmaisimella oli Keskusspektrometrikide, jonka halkaisija oli NaI(Tl) 12 tuumaa (303 mm), 4 tuumaa (102 mm) paksu, takana optisesti yhdistetty halkaisijaltaan 3 tuumaa (76,2 mm) paksuun CSI(Na)-kiteeseen, jota tarkasteltiin seitsemällä fotomonistinputkella ja joka toimi phoswichina: toisin sanoen takaa tulevat hiukkas-ja gammasäteilytapahtumat tuottivat hitaan nousun ajan (~1 µs) pulsseja, jotka voitiin elektronisesti erottaa puhtaista NaI-tapahtumista front, joka tuotti nopeampia (~0,25 µs) pulsseja. CSI: n tukikristalli toimi aktiivisena anticincidence-kilpenä, joka käytti veto-oikeuttaan takaa tuleviin tapahtumiin. Lisäksi piipun muotoinen CSI-kilpi, myös elektronisessa antikouristuksessa, ympäröi keskusilmaisimen sivuilla ja tarjosi karkean kollimaation, hylkien gammasäteitä ja varautuneita hiukkasia sivuilta tai suurimmasta osasta etukenttää (FOV). Hienompi taso kulmikas kollimaatio tarjosi volframi slat kollimaattori ruudukon sisällä ulomman CSI tynnyri, joka kollimoitu vastaus 3.8° x 11.4° FWHM suorakulmainen FOV. Jokaisen moduulin etupuolella oleva muovinen tuike esti edestä tulevat varatut hiukkaset veto-oikeudellaan. Neljä ilmaisinta toimivat tyypillisesti kahden hengen pareina. Gammasäteilylähdehavainnon aikana toinen ilmaisin ottaisi havaintoja lähteestä, kun taas toinen sammuttaisi hieman lähdettä mittaamaan taustatasoja. Nämä kaksi ilmaisinta vaihtaisivat rutiininomaisesti rooleja, mikä mahdollistaisi tarkemmat mittaukset sekä lähteestä että taustasta. Mittarit saattoivat heilua noin 2 asteen sekuntivauhdilla.

COMPTELEdit

Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, University of New Hampshire, Netherlands Institute for Space Research, and ESA: n astrofysiikan osaston Imaging Compton Telescope (COMPTEL) viritettiin 0,75-30 MeV: n energia-alueelle ja määritettiin fotonien tulokulma asteen tarkkuudella ja energia viiden prosentin tarkkuudella korkeammilla energioilla. Soittimessa oli yhden steradiaanin näkökenttä. Kosmisissa gammasäteilytapahtumissa koe vaati kaksi lähes samanaikaista vuorovaikutusta, etu-ja takasäikeissä. Gammasäteet hajaantuisivat eteenpäin suuntautuvassa ilmaisinmoduulissa, jossa rekyylielektronille annettu vuorovaikutusenergia E1 mitattaisiin, kun taas Comptonin siroteltu fotoni jäisi kiinni toiseen takakerrokseen, jossa sen kokonaisenergia, E2, mitattaisiin. Näistä kahdesta energiasta, E1 ja E2, voidaan määrittää Comptonin sirontakulma, kulma θ, yhdessä tapahtuman fotonin kokonaisenergian E1 + E2 kanssa. Myös interaktioiden asentoja sekä etu-että takasäikeissä mitattiin. Kaksi vuorovaikutuspistettä yhdistävä vektori, V, määritteli taivaalle suunnan, ja tämän suunnan kulma θ määritteli V: n ympärille kartion, jolla fotonin lähteen täytyy sijaita, ja vastaavan “tapahtumaympyrän” taivaalle. Koska näiden kahden vuorovaikutuksen on oltava lähellä toisiaan, ja oikea viive on muutama nanosekunti, useimmat taustatuotantomuodot tukahdutettiin voimakkaasti. Monien tapahtuma-energioiden ja tapahtumaympyröiden keräämisen perusteella voitiin määrittää kartta lähteiden sijainnista sekä niiden fotonivirrat ja spektrit.

EGRETEdit

Energetic Gamma Ray Experiment Telescope (EGRET) mittasi korkean energian (20 MeV-30 GeV) gammasäteilylähteen sijainnin asteen murto-osaan ja fotonienergian 15 prosenttiin. EGRETIN kehittivät NASA Goddard Space Flight Center, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics ja Stanfordin yliopisto. Sen detektori toimi periaatteella, että elektroni-positronipari syntyy suurienergisistä fotoneista, jotka vuorovaikuttavat ilmaisimessa. Syntyneiden korkeaenergiaisen elektronin ja positronin radat mitattiin detektorin tilavuudesta, ja taivaalle heijastettujen kahden nousevan hiukkasen V-akseli. Lopuksi niiden kokonaisenergia mitattiin mittalaitteen takaosassa olevalla suurella kalorimetrin tuikeilmaisimella.