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。下一代伽玛暴观测平台——ECLAIRsECLAIRs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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