调制成像γ射线望远镜

调制成像γ射线望远镜李惕碚，吴枚，陆柱国，王建中，张春生，马宇蒨，孙学军，沈培若，林宝军，李延国，张承模（中国科学院高能物理研究所，北京１０００３９）主题词空间仪器－γ天文－成像从～２０ｋｅＶ至～１ＭｅＶ的低能γ射线成像是空间天文的一个困难问题，对低...

高能天文中成像和解谱的直接方法

本文提出了用迭代计算直接解成像方程以复原图像的方法.同一方法可应用于一维谱形复原.迭代中应用合理的约束条件对过程进行非线性控制.用拟合技术处理成像方程抑制噪声和提高分析灵敏度.对蒙特卡罗样本和空间高能天文实测数据的分析都显示出直接方法比传统的成像法灵敏度高、分辨能力好,可以同时显示对象的弥散和分立结构,能用于统计性更差的观测数据.直接方法原则上可以应用于其它领域各种类型的图像和谱形复原工作.

40—50MeV能区的银河γ射线源

长期以来在E100 MeV能区,银河系已知天体中只有船帆座脉冲星和蟹状星云脉冲星被SAS-2和COS-B卫星证认为γ射线源。我们分析COS-B数据得到了天鹅座X-3的γ射线像,使天鹅座X-3成为第三个被证认的银河高能γ点源,这是在这一能区中被证认的第一个γ射线双星。 COS-B卫星γ探测器可测能量下限为40 MeV,迄今所有已发表的分析COS-B数据的工作都只利用了50 MeV以上的事例。对于50 MeV以下光子COS-B探测器的性能比几百MeV时差得多:探测效率只有1%左右。

脉冲星PSR 1951+32的γ辐射

对欧洲γ天文卫星COS-B数据的分析表明,从PSR 1951+32方向来的30—5000MeVγ光子到达时间具有显著的周期位相结构。我们用相关分析方法研究了该脉冲星附近天区γ光子强度的空间分布,求出100MeV和300MeV能量处脉冲星γ射线的积分流强:F(E>100MeV)=4.1×10^(-7)ph·cm^(+2)·s^(-1),F(E>300MeV)=8×10^(-8)·ph·cm^(-2)·s^(-1)。PSR1951+32方向的γ光子大部分为周期性成分,并且集中在一个相当窄的相位区域内。

能不能用低分辨仪器实现高分辨观测

１观测方程和内禀分辨用仪器观测Ｎ个物理量ｆｉ得到Ｍ个数据ｄｋ的过程，可用观测方程（调制方程）描述：Ｎｉ＝１Ｐｋｉｆｉ＝ｄｋ（ｋ＝１，…，Ｍ），ｐ为仪器的调制系数。观测方程可写为矩阵形式Ｐｆ＝ｄ（１）对于成像观测，被测量ｆ为对象强度分布，Ｐ为成像仪器...

天鹅座X-3 X光子对γ射线的吸收

通过处理天文卫星COS-B的数据,我们首次获得了Cygnus X-3的γ射线像,并且发现了150—5000 MeV高能γ辐射与2—12keV X辐射强度的负相关现象,即X射线高态时的γ辐射比低态时弱. γ-X负相关现象可以用吸积盘X射线冕区中密集的X射线光子对γ射线的吸收作用解释.

天鹅座X-3的高能γ射线

对欧洲γ天文卫星COS-B数据的分析迄今未能发现在天鹅座X-3位置上存在着γ射线点源,从1977年6月到1980年6月,COS-B对Cyg-X天区进行了三次观测,各次观测的主要参数见表1,在第22次观测和第36次观测期间,天鹅区X-3大部分时间处于X辐射低态,各自只有6天左右处于高态;在第51次观测期间,大部分时间为X辐射高态,只有7天左右处于低态。

双星γ脉冲星PSR1820-11

通过对γ天文卫星COS-B观测数据的成像分析,我们在近银河中心区域找到一个新的γ射线源.图1为对50—150MeV能区γ射线的成像结果.图1中的“+”号为双星射电脉冲星PSR1820-11的位置,在γ射线成像误差范围内与γ强度峰的位置相符.

γ射线暴相关性质的长期变化

分析第三个ＢＡＴＳＥγ射线暴表所列γ暴数据，发现γ射线暴参量间的相关性质随时间存在系统的变化．从１９９１年４月至１９９４年９月，γ射线暴能流与暴宽间的相关系数随时间上升．短暴的能谱硬度与暴宽间的相关系数随时间显著上升，而对于长暴未发现类似的变化．

ME/EXOSAT银道扫描数据的直接解调成像

利用对象重建的直接解调方法，我们对EXOSAT卫星ME探测器银道扫描观测数据进行了重新分析，研究了在以往的分析中难以分辨的几个天区中的分立X射线源．利用Bootstrap方法，我们对成像结果进行了统计误差分析，给出了点源位置和流强的误差．

新型脉冲形状甄别器

介绍利用脉冲波形前、后沿信息所研制的新型(NaI(Tl)/CsI(Na))复合晶体探测器脉冲形状甄别器(PSD)和性能测试结果,实测表明该PSD具有最佳甄别因子>3.5,能很好地区分纯NaI和CsI信号,对康普顿事件也有很好的拒斥能力,已多次用于球载空间观测实验。

RXTE ASM的双SSC联合直接解调成像

利用直接解调成像方法对RXTEASM两个指向相同的扫描阴影照像机 (SSC)的观测数据进行了联合成像分析 ,对Crab天区的研究结果表明 ,联合成像对源的分辨能力比单SSC成像有进一步提高 .并且还对银心附近含多个源的一个天区进行了联合成像 ,分别计算了成像所得的 3个X射线源的强度和位置坐标 ,并利用源与源之间的位置关系对RXTEASM定位定标中可能存在的方向定标系统误差作出估计 。

CygX-1硬态高能光子的时延

硬X射线和软射线光子的时延是研究高能辐射的一个重要方面 .傅里叶交叉谱常常被用于计算硬软光子之间的时延 .但是交叉谱方法不能在高于 30Hz的傅里叶频率上从CygX 1测量到有统计意义的快速光变 .由李惕碚在时域上发展的交叉相关函数方法能有效测量不同时间尺度上的时延 .利用此交叉相关分析方法 ,讨论了不同观测时期CygX 1硬态高能光子时延的性质 .分析结果表明 ,CygX 1硬态在短的时间尺度 (<0 .1秒 )上存在有意义的时间延迟 .并将短时间尺度上的观测结果和各种CygX

球载高能天文望远镜的超视距自动跟踪

本文在HAPI-4原有系统的基础上，利用80C196超16位单片机，首次实现了球载姿态指向控制系统的数字化；借助于全球卫星定位系统GPS，实现了气球位置的高精度定位和时间的绝对定标；采用小型高密度磁带机作为球载数据流存储器，利用海事卫星实现超视距测控，形成了新一代的球载高能望远镜控制系统．

球载多丝正比室新电子学系统

介绍了球载硬Ｘ射线天文望远镜（ＨＡＰＩ－４）的大面积多丝正比室新的电子学系统，所设计的高压电源、高压分配器、电荷灵敏前置放大器、主放大器等单元电路，有效地降低了输出噪声、抑制了能谱畸变，提高了能量分辨率。充３０４ｋＰａ氙气，阳极丝单丝和编组输出，６０ｋｅＶ能量分辨率分别可达７％和８％。

球载大面积Phoswich能量分辨率研究

对混合型球载硬Ｘ射线天文望远镜（ＨＡＰＩ－４）的ＰｈｏｓｗｉｃｈＮａＩ（Ｔｌ）／ＣｓＩ（Ｎａ）探测器的能量分辨率进行了研究。实测表明，光电倍增管光阴极面响应的非均匀性与入射光谱有关，用蓝色滤光片所测非均匀性小于２０％。采用对晶体窗玻璃进行罩膜处理，改变荧光收集条件，以牺牲幅度换取均匀性对能量分辨率的改善效果是十分明显的，可将Ｐｈｏｓｗｉｃｈ探测器能量分辨率从４５％（６０ｋｅＶ）提高到２４％。此外，对几种光学耦合材料也进行了测量比较。

天鹅座X-1硬X射线的能量谱

1985年9月22日,我们用空间硬X射线望远镜HAPI-2,在我国的高空气球上,对天鹅座X-1进行了观测,望远镜几何面积为140cm^2,观测能区20—200keV,空间定向精度±0.2°。获得的硬X射线能谱陡,总辐射能流LX～1.0×1^(37)erg/sec,低于常规态。本文将介绍望远镜的性能和观测过程,能谱分析的结果,并对当时天鹅座X-1可能的“态”进行讨论。

Compton γ射线望远镜的直接解调成像

Ｃｏｍｐｔｏｎγ射线望远镜ＣＯＭＰＴＥＬ／ＣＧＲＯ工作于０．７５－３０ＭｅＶ能区，本文应用直接解调方法分析ＣＧＲＯ＃１观测的ＣＯＭＰＴＥＬ数据，准确定出Ｃｒａｂγ射线源的位置，在１０－３０ＭｅＶ能区，分辨开最大似然法所不能完全分辨的Ｃｒａｂγ射线源和类星体ＰＫＳ０５２８＋１３４，得出优于传统成像方法所得的成像结果．应用直接成像方法处理γ射线脉冲星Ｇｅｍｉｎｇａ分位相数据，发现Ｇｅｍｉｎｇａ在１０－３０ＭｅＶ能区仍存在辐射，辐射集中在Ｇｅｍｉｎｇａ第一个峰的位相区域．结果表明。

脉冲星Geminga 10-30MeV的γ辐射

The absolute phases of Geminga observed by COMPTEL Obs. 1 and EGRET Obs. 1 have been compared. The phase-resolved imaging results obtained by a direct demodulation method show that the garmma-ray emission of Geminga in 10-30MeV may exist mainly in the peak 1 phase region. This result conforms to the variation trend of intensity ratio P2/P1 with energy.

用位相相关方法测量Geminga脉冲星的守时参数

利用γ射线脉冲星Ｇｅｍｉｎｇａ自旋及频率变化的稳定性，采用位相相关的方法分析了ＥＧＲＥＴ对脉冲星Ｇｅｍｉｎｇａ四次观测间隔较长的数据，得到较为准确的守时参数ｆ．位相相关的结果与更长数据段折叠搜索的结果较为接近，表明对于自旋和频率变化都较为稳定的γ射线脉冲星，位相相关分析方法可以作为提高脉冲星参数精度的有效方法．