[科普中国]-康普顿γ射线天文台-

内容简介

康普顿伽玛射线天文（CGRO）是一个从1991年到2000年间在地球轨道上探测从20 keV到30 GeV的光的空间天文台。它的一个航天器中包含四个主要望远镜，覆盖X射线和伽玛射线，包括仪器和探测器。经过14年的努力，该天文台于1991年4月5日由亚特兰蒂斯号航天飞机在编号为STS-37的飞行任务中发射升空，并于2000年6月4日开始运行。1它被部署在450公里（280英里）的低地球轨道上，以避开范艾伦辐射带。当时最重的天体物理载荷是17,000公斤（37,000磅）。

它的成本高达6.17亿美元，2 CGRO是美国航空航天局“Great Observatories”系列的一部分，包括哈勃望远镜，钱德拉X射线天文台和斯皮策太空望远镜。3在哈勃太空望远镜之后，这是第二个被发射太空的。 CGRO以Arthur Holly Compton（圣路易斯华盛顿大学，诺贝尔奖得主，涉及伽玛射线物理学的工作）的名字命名。CGRO由加利福尼亚州雷东多海滩的TRW（现为诺斯罗普格鲁曼航空航天系统公司）建成。 CGRO是一个国际合作的天文台，除了美国航天航空局外，也得到了欧洲航天局和各大学以及美国海军研究实验室的贡献。

配备状况康普顿伽玛射线天文台重约17吨，其中天文仪器重约7吨，在当时是用航天飞机发射的最重的民用航天器。卫星上搭载的主要观测仪器有：

爆发和瞬变源试验设备（BATSE），由8台同样的NaI探测模块组成，分别安装在卫星的8个角上。观测能段为20-600 keV，目的是探测持续时间很短的伽玛射线暴。BATSE是由美国宇航局马歇尔空间飞行中心研制的。

定向闪烁光谱仪（OSSE），由4台探测器组成，分为两组，每次观测一个目标天体时，其中一组对准天体监测其自身辐射，另一组对准天体附近的天空监测背景辐射，两组的角色定期互换。能段范围为0.05-10 MeV，是由美国海军研究实验室制造的。

康普顿成像望远镜（COMPTEL），观测能段为0.75-30MeV，由德国马克斯·普朗克研究所、美国新罕布什尔大学和欧洲空间局天体物理分部共同研制。它在工作期间观测了铝的1.809 MeV谱线，发现它们集中在银道面上，并且主要分布在银河系中心和旋臂附近，表明重元素的主要来自于大质量的恒星。

高能伽玛射线试验望远镜（EGRET），用于观测20 MeV-30 GeV的高能伽玛射线，并具有极高的时间分辨本领。该仪器由美国宇航局戈达德空间飞行中心、马克斯·普朗克研究所和斯坦福大学共同开发。在工作期间，它探测了一批蝎虎座BL天体的高能伽玛射线辐射，并使伽玛射线脉冲星的数量增加到8个，还给出了若干个伽玛射线暴的高能辐射。

科研成果康普顿伽玛射线天文台在轨期间分两次进行巡天，第一巡天观测了蟹状星云、天鹅座X-1、天鹅座X-3、塞弗特星系NGC 4151等天体，1991年7月开始的第二次巡天包括银河系中心、超新星1987A等，并在4年时间里发现了271个伽玛射线源。1991年观测了太阳的耀斑爆发；长期监测了天鹅座X-3和超新星1987A等天体的高能爆发性辐射。1991年发现了第四颗伽玛射线脉冲星PSR1706-44，射电脉冲周期为102毫秒；1997年发现了银河系中心附近能量为511 keV的正负电子湮灭产生的谱线，表明存在一个巨大的反物质喷流；记录了约2700个伽玛射线暴，发现它们在天空中的分布是各向同性的，支持了伽玛射线暴是发生在宇宙学尺度上的爆发现象这一观点。人们根据它积累的观测资料将伽玛射线暴以2秒为界分为长暴和短暴两类；1999年还观测了著名的伽玛射线暴GRB 990123，间接触发了其光学波段的余辉被地面望远镜观测到。

EGRET仪器进行了第一次全天候测量超过100 MeV。使用四年的数据，它发现了271个源，其中170个是不明身份的源。

OSSE仪器完成了对银河中心的最全面的调查，并发现了一个可能的反物质“云”在中心之上。

BATSE仪器每天平均一次伽玛射线突发事件检测，总共约2700次检测。它确定地表明，大多数伽玛射线爆必须起源于遥远的星系，不在我们自己的银河系附近，因此必须非常剧烈。

发现前四个软伽玛重复暴;这些来源相对较弱，大多数低于100keV，具有不可预测的活动和不活动期。

回收康普顿伽玛射线天文台的设计寿命为5年，但一直工作了9年时间。1999年12月6日，卫星上用于姿态控制的一个陀螺仪因球状轴故障而失灵。卫星上安装有三个陀螺仪，必须有两个同时工作卫星才能正常运作。如果再有一个陀螺仪损坏，将导致卫星失控，最终可能坠毁在人口稠密地区。在失去备份的陀螺仪之后，部分天文学家认为它还有可能做出重要的科学观测，仍极力主张延长其寿命，但出于安全考虑，美国宇航局还是决定放弃这颗卫星。2000年5月26日，在传回最后一次太阳观测资料后，美国宇航局指引卫星开始一连串点火，并最终在6月4日引导它坠入地球大气层，在太平洋上空烧毁，碎片掉在夏威夷西南约3200-4000公里的预定海域。