Compton Gamma Ray Observatory

CGRO a efectuat o completare de patru instrumente care au acoperit șase decenii fără precedent ale spectrului electromagnetic, de la 20 keV la 30 GeV (de la 0,02 MeV la 30000 MeV). În ordinea creșterii acoperirii energiei spectrale:

BATSEEdit

experimentul Burst and Transient Source (BATSE) de către Centrul de zbor spațial Marshall al NASA a căutat cerul pentru explozii de raze gamma (20 până la > 600 keV) și a efectuat sondaje pe cer pentru surse de lungă durată. Acesta a constat din opt module de detector identice, câte unul la fiecare colț al satelitului. Fiecare modul consta atât dintr-un Detector de suprafață mare Nai(Tl) (LAD) care acoperă intervalul de 20 keV până la ~2 MeV, 50,48 cm în dia cu 1,27 cm grosime, cât și un detector de spectroscopie Nai de 12,7 cm cu 7,62 cm grosime, care a extins intervalul superior de energie la 8 MeV, toate înconjurate de un scintilator de plastic în anti-coincidență activă pentru a Veta ratele mari de fundal datorate razelor cosmice și radiațiilor prinse. Creșterile bruște ale ratelor LAD au declanșat un mod de stocare a datelor de mare viteză, detaliile exploziei fiind citite mai târziu în telemetrie. Exploziile au fost de obicei detectate la rate de aproximativ una pe zi pe parcursul misiunii CGRO de 9 ani. O explozie puternică ar putea duce la observarea multor mii de raze gamma într-un interval de timp cuprins între ~0,1 s și aproximativ 100 S.

OSSEEdit

experimentul spectrometrului de scintilație orientat (OSSE) de către laboratorul de cercetare navală a detectat raze gamma care intră în câmpul vizual al oricăruia dintre cele patru module de detector, care ar putea fi îndreptate individual și au fost eficiente în intervalul 0,05 până la 10 MeV. Fiecare detector avea un spectrometru central de scintilație cristal de nai(Tl) 12 in (303 mm) în diametru, cu o grosime de 4 in (102 mm), cuplat optic în spate la un cristal CsI (Na) cu o grosime de 3 in(76,2 mm) cu diametru similar, privit de șapte tuburi fotomultiplicatoare, funcționând ca un phoswich: adică, evenimentele de particule și raze gamma din spate au produs impulsuri de timp de creștere lentă (~1 evenimente din față, care au produs impulsuri mai rapide (~0,25 centi). Astfel, cristalul de susținere CsI a acționat ca un scut anticoincidență activ, vetoând evenimentele din spate. Un alt scut CsI în formă de butoi, de asemenea în anticoincidență electronică, a înconjurat detectorul central pe laturi și a furnizat colimare grosieră, respingând razele gamma și particulele încărcate din părțile laterale sau din cea mai mare parte a câmpului vizual înainte (FOV). Un nivel mai fin de colimare unghiulară a fost asigurat de o grilă de colimator a lamei de tungsten în interiorul butoiului CsI exterior, care a colimat răspunsul la un FOV dreptunghiular 3.8 x 11.4 FWHM. Un scintilator de plastic din partea frontală a fiecărui modul a vetoat particulele încărcate care intră din față. Cele patru detectoare erau de obicei operate în perechi de două. În timpul unei observații a sursei de raze gamma, un detector ar lua observații ale sursei, în timp ce celălalt ar ucide ușor sursa pentru a măsura nivelurile de fundal. Cei doi detectori ar schimba în mod obișnuit rolurile, permițând măsurători mai precise atât ale sursei, cât și ale fundalului. Instrumentele ar putea ucide cu o viteză de aproximativ 2 grade pe secundă.

COMPTELEdit

Imaging Compton Telescope (COMPTEL) de către Institutul Max Planck pentru Fizică extraterestră, Universitatea din New Hampshire, Institutul Olandez pentru Cercetări Spațiale și divizia de Astrofizică a ESA au fost reglate la intervalul de energie de 0,75-30 MeV și au determinat unghiul de sosire a fotonilor într-un grad și energia în cinci procente la energii mai mari. Instrumentul avea un câmp vizual al unui steradian. Pentru evenimentele cosmice de raze gamma, experimentul a necesitat două interacțiuni aproape simultane, într-un set de scintilatoare față și spate. Razele Gamma s-ar împrăștia Compton într-un modul detector înainte, unde energia de interacțiune E1, dată electronului de recul a fost măsurată, în timp ce fotonul împrăștiat Compton ar fi apoi prins într-unul din al doilea strat de scintilatoare în spate, unde ar fi măsurată energia sa totală, E2. Din aceste două energii, E1 și E2, se poate determina unghiul de împrăștiere Compton, unghiul XV, împreună cu energia totală, E1 + E2, a fotonului incident. Pozițiile interacțiunilor, atât în scintilatoarele din față, cât și în cele din spate, au fost, de asemenea, măsurate. Vectorul, V, care leagă cele două puncte de interacțiune a determinat o direcție spre cer, iar unghiul inqq în jurul acestei direcții, a definit un con despre V pe care trebuie să se afle sursa fotonului și un “cerc de eveniment” corespunzător pe cer. Datorită cerinței unei coincidențe apropiate între cele două Interacțiuni, cu întârzierea corectă de câteva nanosecunde, majoritatea modurilor de producție de fundal au fost puternic suprimate. Din colecția multor energii de evenimente și cercuri de evenimente, ar putea fi determinată o hartă a pozițiilor surselor, împreună cu fluxurile și spectrele lor de fotoni.

Egretămodificare

telescopul experimentului cu raze gamma energetice (EGRET) a măsurat energia ridicată (20 MeV până la 30 GeV) pozițiile sursei de raze gamma la o fracțiune de grad și energia fotonică la 15%. EGRET a fost dezvoltat de NASA Goddard Space Flight Center, Institutul Max Planck pentru Fizică extraterestră și Universitatea Stanford. Detectorul său a funcționat pe principiul producției de perechi de electroni-pozitroni din fotoni de înaltă energie care interacționează în detector. Urmele electronului și pozitronului de mare energie create au fost măsurate în volumul detectorului și axa V a celor două particule emergente proiectate spre cer. În cele din urmă, energia lor totală a fost măsurată într-un detector de scintilație calorimetru mare în partea din spate a instrumentului.