[科普中國]-康普頓伽瑪射線天文臺

康普頓伽瑪射線天文臺是美國宇航局于1991年發(fā)射的一顆伽瑪射線天文衛(wèi)星，是大型軌道天文臺計劃的第二顆衛(wèi)星。它以在伽瑪射線領(lǐng)域做出重要貢獻的美國物理學(xué)家康普頓的名字命名，目的是觀測天體的伽瑪射線輻射。

簡介康普頓伽瑪射線天文臺（Compton Gamma Ray Observatory，縮寫為CGRO）是美國宇航局于1991年發(fā)射的一顆伽瑪射線天文衛(wèi)星，是大型軌道天文臺計劃的第二顆衛(wèi)星。它以在伽瑪射線領(lǐng)域做出重要貢獻的美國物理學(xué)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臺于1991年4月5日由亞特蘭蒂斯號航天飛機搭載升空，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臺重約17噸，其中天文儀器重約7噸，在當(dāng)時是用航天飛機發(fā)射的最重的民用航天器。衛(wèi)星上搭載的主要觀測儀器有：

爆發(fā)和瞬變源試驗設(shè)備（BATSE），由8臺同樣的裝置組成，分別安裝在衛(wèi)星的8個角上。觀測能段為20-600 keV，目的是探測持續(xù)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制的。

定向閃爍光譜儀（OSSE），由4臺探測器組成，分為兩組，每一組都可以獨立觀測。能段范圍為0.05-10 MeV，是由美國海軍研究實驗室制造的。

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什爾大學(xué)共同研制。它在工作期間觀測了鋁的1.809 MeV譜線，發(fā)現(xiàn)它們集中在銀道面上，并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于大質(zhì)量的恒星。

高能伽瑪射線試驗望遠鏡（EGRET），用于觀測20 MeV-30 GeV的高能伽瑪射線，并具有極高的時間分辨本領(lǐng)。該儀器由美國宇航局戈達德空間飛行中心、馬克斯·普朗克研究所和斯坦福大學(xué)共同開發(fā)。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，并使伽瑪射線脈沖星的數(shù)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臺在軌期間分兩次進行巡天，第一巡天觀測了蟹狀星云、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，并在4年時間里發(fā)現(xiàn)了271個伽瑪射線源。1991年觀測了太陽的耀斑爆發(fā)；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(fā)現(xiàn)了第四顆伽瑪射線脈沖星PSR1706-44，射電脈沖周期為102毫秒；1997年發(fā)現(xiàn)了銀河系中心附近能量為511 keV的正負電子湮滅產(chǎn)生的譜線，表明存在一個巨大的反物質(zhì)噴流；記錄了約2500個伽瑪射線暴，發(fā)現(xiàn)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(fā)生在宇宙學(xué)尺度上的爆發(fā)現(xiàn)象這一觀點。人們根據(jù)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(xué)波段的余輝。

康普頓伽瑪射線天文臺的設(shè)計壽命為5年，但一直工作了9年時間。1999年12月6日，衛(wèi)星上用于姿態(tài)控制的一個陀螺儀因球狀軸故障而失靈。衛(wèi)星上安裝有三個陀螺儀，必須有兩個同時工作衛(wèi)星才能正常運作。如果再有一個陀螺儀損壞，將導(dǎo)致衛(wèi)星失控，最終可能墜毀在人口稠密地區(qū)。在失去備份的陀螺儀之后，部分天文學(xué)家認為它還有可能做出重要的科學(xué)觀測，仍極力主張延長其壽命，但出于安全考慮，美國宇航局還是決定放棄這顆衛(wèi)星。2000年5月26日，在傳回最后一次太陽觀測資料后，美國宇航局指引衛(wèi)星開始一連串點火，并最終在6月4日引導(dǎo)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(yù)定海域。1

大型軌道天文臺計劃大型軌道天文臺計劃（Great Observatories）是美國宇航局研制的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臺、錢德拉X射線天文臺和斯皮策空間望遠鏡。它們分別工作在不同的波段，每臺望遠鏡都為各自的領(lǐng)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(xué)家埃德溫·哈勃的名字命名，于1990年4月24日由發(fā)現(xiàn)號航天飛機發(fā)射升空，工作在可見光和近紫外波段，1997年維修之后具備了近紅外觀測能力。

康普頓伽瑪射線天文臺，縮寫為CGRO，原名伽瑪射線天文臺（GRO），1991年4月5日由亞特蘭蒂斯號航天飛機搭載升空，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(dǎo)下毀入太平洋。

錢德拉X射線天文臺，縮寫為CXO，原名先進X射線天文設(shè)備（AXAF），1999年7月23日由哥倫比亞號航天飛機搭載升空，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(shè)備（SIRTF），2003年8月25日由德爾塔Ⅱ型火箭發(fā)射升空,工作在紅外波段。

大型軌道天文臺計劃的初衷是將不同電磁波段的天文學(xué)研究各自推進一個時代。由于紅外線、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?？灯疹D伽瑪射線天文臺和錢德拉X射線望遠鏡都在口徑或者分辨率上比前一代天文衛(wèi)星提高了一個數(shù)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，但是得益于紅外探測設(shè)備的快速發(fā)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于大氣層以外、不受氣輝干擾的優(yōu)勢，能夠拍攝到比地面大型光學(xué)望遠鏡所能觀測到的更暗弱的天體。1

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

尹維龍 - 副教授 - 哈爾濱工業(yè)大學(xué)