康普頓伽瑪射線天文台

康普頓伽瑪射線天文台是美國宇航局於1991年發射的一顆伽瑪射線天文衛星，是大型軌道天文台計畫的第二顆衛星。它以在伽瑪射線領域做出重要貢獻的美國物理學家康普頓的名字命名，目的是觀測天體的伽瑪射線輻射。

基本介紹

• 中文名：康普頓伽瑪射線天文台
• 外文名：Compton Gamma Ray Observatory
• 縮寫名：CGRO
• 組織：NASA
• 波段：伽瑪射線
• 軌道高度：450 公里（280英里）
• 軌道周期：90分鐘
• 發射日期：1991年4月5日
• 墜落日期：2000年6月4日
• 質量：17 000公斤（37 500磅）
• 其他名稱：none
• 主鏡：閃爍檢測器
• 直徑：N/A
• 集光面積：因儀器而異
• 焦距：N/A
• BATSE：監測全部天空

簡介

康普頓伽瑪射線天文台（Compton Gamma Ray Observatory，縮寫為CGRO）是美國宇航局於1991年發射的一顆伽瑪射線天文衛星，是大型軌道天文台計畫的第二顆衛星。它以在伽瑪射線領域做出重要貢獻的美國物理學家康普頓的名字命名，目的是觀測天體的伽瑪射線輻射。

康普頓伽瑪射線天文台於1991年4月5日由亞特蘭蒂斯號太空梭搭載升空，運行在450公里高的近地軌道上，為的是避免范艾倫輻射帶的影響。

康普頓伽瑪射線天文台重約17噸，其中天文儀器重約7噸，在當時是用太空梭發射的最重的民用太空飛行器。衛星上搭載的主要觀測儀器有：

• 爆發和瞬變源試驗設備（BATSE），由8台同樣的裝置組成，分別安裝在衛星的8個角上。觀測能段為20-600 keV，目的是探測持續時間很短的伽瑪射線暴。BATSE是由美國宇航局馬歇爾空間飛行中心研製的。
  
• 定向閃爍光譜儀（OSSE），由4台探測器組成，分為兩組，每一組都可以獨立觀測。能段範圍為0.05-10 MeV，是由美國海軍研究實驗室製造的。
  
• 康普頓成像望遠鏡（COMPTEL），觀測能段為1-30 MeV，由德國馬克斯·普朗克研究所和美國新罕布夏大學共同研製。它在工作期間觀測了鋁的1.809 MeV譜線，發現它們集中在銀道面上，並且主要分布在銀河系中心和旋臂附近，表明重元素的主要來自於大質量的恆星。
  
• 高能伽瑪射線試驗望遠鏡（EGRET），用於觀測20 MeV-30 GeV的高能伽瑪射線，並具有極高的時間分辨本領。該儀器由美國宇航局戈達德空間飛行中心、馬克斯·普朗克研究所和史丹福大學共同開發。在工作期間，它探測了一批蝎虎座BL天體的高能伽瑪射線輻射，並使伽瑪射線脈衝星的數量增加到8個，還給出了若干個伽瑪射線暴的高能輻射。
  

康普頓伽瑪射線天文台在軌期間分兩次進行巡天，第一巡天觀測了蟹狀星雲、天鵝座X-1、天鵝座X-3、塞弗特星系NGC 4151等天體，1991年7月開始的第二次巡天包括銀河系中心、超新星1987A等，並在4年時間裡發現了271個伽瑪射線源。1991年觀測了太陽的耀斑爆發；探測到了天鵝座X-3的10₁₂電子伏的高能輻射、超新星1987A的10₁₅電子伏的輻射。1991年發現了第四顆伽瑪射線脈衝星PSR1706-44，射電脈衝周期為102毫秒；1997年發現了銀河系中心附近能量為511 keV的正負電子湮滅產生的譜線，表明存在一個巨大的反物質噴流；記錄了約2500個伽瑪射線暴，發現它們在天空中的分布是各向同性的，支持了伽瑪射線暴是發生在宇宙學尺度上的爆發現象這一觀點。人們根據它積累的觀測資料將伽瑪射線暴以2秒為界分為長暴和短暴兩類；1999年還觀測了著名的伽瑪射線暴GRB 990123及其光學波段的餘輝。

康普頓伽瑪射線天文台的設計壽命為5年，但一直工作了9年時間。1999年12月6日，衛星上用於姿態控制的一個陀螺儀因球狀軸故障而失靈。衛星上安裝有三個陀螺儀，必須有兩個同時工作衛星才能正常運作。如果再有一個陀螺儀損壞，將導致衛星失控，最終可能墜毀在人口稠密地區。在失去備份的陀螺儀之後，部分天文學家認為它還有可能做出重要的科學觀測，仍極力主張延長其壽命，但出於安全考慮，美國宇航局還是決定放棄這顆衛星。2000年5月26日，在傳回最後一次太陽觀測資料後，美國宇航局指引衛星開始一連串點火，並最終在6月4日引導它墜入地球大氣層，在太平洋上空燒毀，碎片掉在夏威夷西南約3200-4000公里的預定海域。

大型軌道天文台計畫

大型軌道天文台計畫（Great Observatories）是美國宇航局研製的4顆大型空間望遠鏡，分別是哈勃空間望遠鏡、康普頓伽瑪射線天文台、錢德拉X射線天文台和斯皮策空間望遠鏡。它們分別工作在不同的波段，每台望遠鏡都為各自的領域做出了重要的貢獻。

• 哈勃空間望遠鏡，縮寫為HST，原名空間望遠鏡（ST），以美國天文學家埃德溫·哈勃的名字命名，於1990年4月24日由發現號太空梭發射升空，工作在可見光和近紫外波段，1997年維修之後具備了近紅外觀測能力。
  
• 康普頓伽瑪射線天文台，縮寫為CGRO，原名伽瑪射線天文台（GRO），1991年4月5日由亞特蘭蒂斯號太空梭搭載升空，工作在伽瑪射線波段，也能擴展到硬X射線波段。因陀螺儀損壞，2000年6月4日在人工引導下毀入太平洋。
  
• 錢德拉X射線天文台，縮寫為CXO，原名先進X射線天文設備（AXAF），1999年7月23日由哥倫比亞號太空梭搭載升空，工作在軟X射線波段。
  
• 斯皮策空間望遠鏡，縮寫為SST，原名空間紅外望遠鏡設備（SIRTF），2003年8月25日由德爾塔Ⅱ型火箭發射升空,工作在紅外波段。
  

大型軌道天文台計畫的初衷是將不同電磁波段的天文學研究各自推進一個時代。由於紅外線、X射線和伽瑪射線不能穿透地球大氣層，因此只能通過空間天文觀測獲得信息。康普頓伽瑪射線天文台和錢德拉X射線望遠鏡都在口徑或者解析度上比前一代天文衛星提高了一個數量級，斯皮策空間望遠鏡雖不比之前的空間紅外望遠鏡（ISO）口徑大很多，但是得益於紅外探測設備的快速發展，性能上有了很大的提高。哈勃空間望遠鏡也充分利用了處於大氣層以外、不受氣輝干擾的優勢，能夠拍攝到比地面大型光學望遠鏡所能觀測到的更暗弱的天體。