下一代伽玛暴观测平台——ECLAIRs

今天arXiv.org发布了一篇文章，介绍计划中的新一代伽玛暴空间观测仪器ECLAIRs。ECLAIRs是法国空间局提议、国际合作的微型卫星（Microsatellite），重量只有几十千克，可以在相当宽的能段上观测伽玛暴，以图回答数个理论难题，并为伽玛暴的宇宙学应用进一步定标。</>ECLAIRs预计于2011年底发射，那时也会是唯一一颗专门用于观测伽玛暴的卫星。预计ECLAIRs将以每年探测80个爆发的频率在设计寿命内至少探测到200个伽玛暴，特别是高红移暴，后者部分是得益于ECLAIRs较宽的工作能段。尤为引人注目的是，ECLAIRs不仅要探测伽玛暴的瞬时辐射和余辉，还有希望观测爆发的前导。而ECLAIRs也会在更宽的范围内探测瞬时辐射，同时更有效地安排地面望远镜的后续观测。在ECLAIRs时代，75%以上的爆发都将由地面大型望远镜（8米或以上口径）作后续系统研究。按照今天发布的文章，ECLAIRs将搭载2台仪器：X射线与伽玛射线照相机（CXG）以及软X射线照相机（ESXC）。其中前者是由6400个像元组成的宽视场编码掩模探测器，工作能段为4-300 keV，定位精度10角秒，这也是ECLAIRs的触发设备。ESXC致力于探测软X射线瞬时辐射，由CXG触发工作，有效能段1-10 keV，定位精度30角分。ECLAIRs结构示意。（图片来源：arXiv:0709.2570）与数年前提出的初期计划比较，如今的ECLAIRs图纸没有设置宽视场光学照相机。这一缺陷将由两架全自动的地基后续望远镜弥补，它们也可以观测爆发的光学瞬时辐射和余辉。ECLAIRs的爆发预警由实时处理器（UTS）完成，UTS的任务是同时在不同的时间尺度、能段和天区上监视CXG光变曲线的明显变化。一旦有属于未知源的明显流量增加，UTS立即生成指令并传回地面，控制专用的两架望远镜转向；同时ESXC也会收到指令，进一步调整指向。搭载ECLAIRs的卫星轨道也与最初设想的环赤道轨道不同，是高600千米、倾角30度的轨道，大部分在轨时间都可以背向太阳。同时，早年还计划让ECLAIRs与雨燕和GLAST一同工作，现在看来也是不大现实的。雨燕当下已经是超期服役，人们希望它能运行7年，但退役时ECLAIRs刚刚升空（如果计划进展顺利的话）。当然，让ECLAIRs与GLAST比肩齐飞还是极有希望的，毕竟GLAST的发射已经是排到了2008年2月，而其设计寿命是5年以上，更有望工作10年。先前对伽玛暴的观测虽然为时已久，但其他波段的瞬时辐射探测只能算是刚刚起步，对前导爆发的了解也比较少。不过这些方面对理论是意义重大的，如光学瞬时辐射被认为是可能与反向外激波有关，可以限制初始洛伦兹因子的数值和星际介质密度；而X射线瞬时辐射与火球的光球、正反激波都有联系。同时，结合软X射线波段的数据，还可以更好地确定伽玛暴的峰值能量、各向同性能量等参数，进一步修正Amati等统计关系，便于宇宙学的应用。因此ECLAIRs还是很有希望继承前辈的传统，作出一批划时代的发现的。ECLAIRs计划的几项研究目标：- 研究伽玛暴的瞬时X射线和光学辐射；
– 探测能谱较软、红移较大的爆发；
– 获取爆发的宽能段谱；
– 研究其他高能瞬变现象，如X射线暴、软伽玛射线重复暴、活动星系核、超新星爆发等文章地址：arXiv:0709.2570；
2002年的相关文章：arXiv:astro-ph/0205346内容来自 Bo Zhang's Homepage

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