HEAO-1

HEAO-1 (, «Астрономічна обсерваторія високих енергій 1») — рентгенівський телескоп, запущений у космос 1977 році. HEAO-1 досліджував небо в рентгенівській частині електромагнітного спектра (0,2 кеВ — 10 МеВ), забезпечуючи майже постійний моніторинг джерел рентгенівського випромінювання поблизу полюсів екліптики та більш детальні дослідження низки об'єктів шляхом спостережень тривалістю 3–6 годин. Це була перша з трьох обсерваторій високих енергій НАСА, запущена 12 серпня 1977 року на борту ракети Atlas з розгінним блоком Centaur. Вона працювала до 9 січня 1979 року й за цей час майже тричі сканувала небо в рентгенівському діапазоні.

HEAO включала чотири рентгенівські та гамма-астрономічні прилади, відомі як A1, A2, A3 та A4 відповідно (до запуску HEAO 1 називали HEAO A). Кут орбіти становив близько 22,7 градуса. HEAO-1 повернулася в атмосферу Землі 15 березня 1979 року.

A1: LASS

A1, або LASS (, «Прилад огляду неба великої площі»), охоплював енергетичний діапазон 0,25–25 кеВ, використовуючи сім великих пропорційних лічильниківNASA HEASARC HEAO 1 A1 Experiment. Його спроєктували й експлуатували в Дослідницькій лабораторії ВМС США під керівництвом головного дослідника Герберта Фрідмана, а головним підрядником була компанія Каталог рентгенівських джерел HEAO A-1 містив 842 окремі джерелаWood, K.S., The HEAO A-1 X-Ray Source Catalog, NRL R-1984-00109, 1984.

A2: CXE

A2, або CXE (, «Космічний рентгенівський експеримент») від Центру космічних польотів імені Ґоддарда охоплював енергетичний діапазон 2–60 кеВ із високою просторовою та спектральною роздільною здатністю. Головними дослідниками були і Гордон ГармірNASA HEASARC HEAO 1 A2 Experiment..

A3: MC A3, або MC (, «Прилад модуляційного коліматора»), забезпечував високоточні координати рентгенівських джерел, достатні для подальших спостережень з метою ідентифікації їхніх оптичних і радіоаналогів. Його створив Гарвард-Смітсонівський астрофізичний центрNASA HEASARC HEAO 1 A3 Experiment. Головними дослідниками були Деніел Шварц і Гейл Брадт.

A4: Hard X-ray / Low Energy Gamma-ray Experiment

A4, або Hard X-ray / Low Energy Gamma-ray Experiment («Експеримент жорсткого рентгенівського / низькоенергетичного гамма-випромінювання»), використовував сцинтиляційні лічильники на йодиді натрію (NaI) для покриття енергетичного діапазону приблизно від 20 кеВ до 10 МеВPeterson, Laurence E, Instrumental Technique in X-Ray Astronomy. in Annual Review of Astronomy and Astrophysics 13, 423 (1975). Він складався з семи згрупованих модулів трьох різних конструкцій, розташованих приблизно у вигляді шестикутникаHEASARC HEAO 1. Кожен детектор активно екранувався оточуючими його сцинтиляторами на основі CsI в режимі антизбігів, тому сторонні частинки або події від гамма-квінтів, що надходили збоку чи ззаду, відхилялися електронікою й відкидалися. (Експериментатори ще під час ранніх польотів аеростатів у 1960-х роках з'ясували, що пасивні коліматори або екрани з матеріалів на кшталт свинцю не зменшують, а навпаки збільшують небажаний фон через інтенсивні каскади вторинних частинок і фотонів, які виникають під дією частинок надвисоких енергій (ГеВ), характерних для космічного радіаційного середовища.) Пластиковий сцинтиляційний антизбіговий екран, практично прозорий для гамма-квантів, захищав детектори від заряджених частинок високих енергій, що надходили спереду.

Для всіх семи модулів небажаний фоновий вплив частинок або фотонів, що надходять ззаду, пригнічували за допомогою конструкції, у якій активний сцинтиляційний елемент NaI оптично з'єднували з шаром CsI на його тильній поверхні, а той, своєю чергою, був оптично з'єднаний з однією фотопомножувальною трубкою для кожного з семи блоків. Оскільки NaI має значно швидший час відгуку (~0,25 мкс), ніж CsI (~1 мкс), електронні дискримінатори форми імпульсу могли відрізняти корисні події в NaI від змішаних подій, що супроводжувалися одночасною взаємодією в CsI.

Найбільший детектор високих енергій (), займав центральне положення й охоплював верхній енергетичний діапазон від ~120 кеВ до 10 МеВ, із полем зору (FOV), колімованим до 37° FWHM. Його детектор NaI мав діаметр і товщину . Надзвичайна проникна здатність фотонів у цьому діапазоні енергій вимагала роботи HED в режимі електронної антикоінциденції з оточуючим CsI, а також із шістьма іншими детекторами гексагона.

Два детектори низьких енергій () розташовувалися у протилежних вершинах шестикутника (на відстані 180° один від одного). Вони мали тонкі (~3 мм) детектори NaI діаметром 13 см, що покривали енергетичний діапазон ~10–200 кеВ. Їхнє поле зору формували у вигляді віялоподібних пучків розміром 1,7° × 20° (ширина на піввисоті) за допомогою пасивних паралельних щілинних коліматорів. Пластини двох LED були нахилені на ±30° відносно номінального напрямку сканування HEAO, перетинаючись під кутом 60°. Таким чином, працюючи разом, вони охоплювали широке поле зору, але водночас могли локалізувати небесні джерела з точністю, що визначалася їхнім вузьким полем зору 1,7°.

Чотири детектори середніх енергій () з номінальним енергетичним діапазоном 80 кеВ — 3 МеВ мали кристали детекторів NaI діаметром 7,6 см і товщиною 2,5 см та займали чотири інші позиції в шестикутнику модулів. Вони мали кругові поля зору з шириною на піввисоті 17°.

Основні дані A4 складалися з телеметрії типу «подія за подією» (), де реєстрували кожну корисну (тобто не відхилену) подію в детекторах NaI. Експеримент дозволяв позначати кожну подію її амплітудою імпульсу (пропорційною енергії) та часовою міткою в один або два байти, що забезпечувало точне вимірювання часу для таких об'єктів, як гамма-спалахи та пульсари.

Результати експерименту включали каталог положень і інтенсивностей джерел жорсткого рентгенівського випромінювання (10–200 кеВ)The HEAO 1 (A4) Catalog of High-Energy X-Ray Sources, A.M. Levine, et al., Ap.J. Suppl. 54:581, 1984., переконливі спостережні докази існування надзвичайно сильних магнітних полів (порядку 1013 Гс) у обертових нейтронних зір, пов'язаних із Her X-1Hercules X-1 Hard X-Ray Pulsations Observed from HEAO-1, D.E. Gruber, et al., Astrophys. J. (Letters) 240:L127-L131, 1980 September 15. та 4U 0115+634, визначення спектра дифузної складової в діапазоні 13–200 кеВ, відкриття степеневого вигляду спектра густини потужності Лебідь X-1, а також відкриття повільних циклів інтенсивності у рентгенівських джерелах SMC X-1 і LMC X-4, що зрештою привело до появи приблизно 15 докторських дисертацій і близько 100 наукових публікацій.

Інструмент A4 створили й експлуатовали Університет Каліфорнії в Сан-Дієго під керівництвом у співпраці з рентгенівською групою Массачусетського технологічного інституту, де під керівництвом Волтера Левіна здійснювали початкову обробку даних A4.

Див. також Обсерваторія Ейнштейна (HEAO 2) Програма HEAO HEAO-3

Примітки

Посилання

1st High Energy Astrophysics Observatory (HEAO 1. GSFC. NASA) on the internet «The Star Splitters» by Wallace H. Tucker, 1984