4.1. GAMMA
A gamma-sugarak heves, aktív forrásokban keletkeznek, mint amilyenek a
szupernóvák, a pulzárok és talán az a folyamat, amikor anyag szívódik be egy
fekete lyukba. A gamma-égbolton végighúzódó fényes sáv egybeesik a Tejút
sávjával. Erre rárakódva, különálló pontszerű forrásokként figyelhetők meg a
legnagyobb szupernóva-maradványok. Vannak más nagy erejű források, ún.
gamma-bursterek, melyek rejtélyesen megjelennek, és aztán néhány másodperc
múlva eltűnnek. De arra a rövid időre néha erősebben sugároznak, mint az
égbolt valamennyi gamma-sugárforrása együttvéve. Úgy tűnik, ezek a sugarak a
mi galaxisunkon kívülről érkeznek, és roppant nagy erejű események hozzák
létre őket.
A CGRO (WWW)
A Compton Gammaobszervatórium (Compton Gamma Ray Observatory, CGRO) a
NASA második nagy űr-obszervatóriuma. (Az első a Hubble Space Telescope,
HST.) Míg a HST műszerei az infravöröstől az ultraibolyáig (2.500 nm - 115
nm) fedik le a megfigyelt elektromágneses spektrumot, addig a CGRO négy
műszere a jóval nagyobb energiájú gamma-sugarak tartományában (30 keV - 30
GeV) folytat megfigyelést.
Ez a 4 műszer (BATSE, OSSE, COMPTEL, EGRET) mind méret, mind érzékenység
tekintetében jelentősen felülmúlja az eddigi légkörön túli gamma-
teleszkópokat. (Mivel a gamma-fotonok száma jóval kisebb mint az optikai
fotonoké, a megfelelő számú foton detektálásához nagyméretű műszerre van
szükség.)
A CGRO - 17 tonnás tömegével - a legnagyobb Föld körül keringő
obszervatórium. 1991. április 5-én bocsátották fel az Atlantis
űrrepülőgéppel. Programjában - többek között - napkitörések, gamma-
bursterek, pulzárok, nóva- és szupernóva-maradványok valamint kvazárok
sugárzásának vizsgálata szerepel.
BATSE (Burst and Transient Source Experiment)
A BATSE feladata gamma-bursterek keresése és irányának meghatározása, a
teljes égboltra kiterjedően. 8 detektora 20 keV és kb. 1 MeV között tudja
észlelni a gamma-sugárzást. A detektorokban nátrium-jodid kristályok vannak,
melyek gamma-sugárzás hatására látható tartománybeli fényfelvillanást
bocsátanak ki. Ezt a detektorok észlelik és rögzítik az időpontját, ill. a
felvillanást kiváltó gamma-fotonok energiáját.
COMPTEL (Imaging Compton Telescope)
A COMPTEL 1-30 MeV között érzékeny műszer. A Compton-effektus alapján
működő, két rétegben elhelyezett detektorai gamma-források képeit állítják
elő. Elsősorban aktív galaxisok, radioaktív szupernóva-maradványok és
kiterjedt molekulafelhők által kibocsátott gamma-sugárzás észlelésére
alkalmas.
A detektorok felső rétege folyékony szcintillációs anyaggal van kitöltve,
ami szórja a beérkező gamma-fotonokat (Compton-effektus). A szórt fotonokat
az alsó rétegben elhelyezett nátrium-jodid kristályok nyelik el
(abszorbeálják). A műszer rögzíti a detektálás idejét, helyét és energiáját;
ezek alapján meghatározza az eredeti gamma-foton irányát és energiáját,
amiből előállítja a gamma-forrás képét és energiaspektrumát.
EGRET (Energetic Gamma Ray Experiment Telescope)
Ez a műszer érzékeny a legnagyobb energiákon: 30 MeV - 30 GeV között.
Mintegy 10-15-ször nagyobb és érzékenyebb, mint az ebben a tartományban
észlelő korábbi detektorok.
Az EGRET detektora nagy feszültségű, nemesgázzal (Ne) töltött
szikrakamra. Amikor a nagyenergiájú gamma-fotonok behatolnak a kamrába,
elektron-pozitron párokat keltenek, amelyek kisülést hoznak létre a gázban.
A részecskék nyomképének ismeretében meghatározható a beérkezett gamma-
fotonok iránya. A korpuszkuláris részecskék energiáját a szikrakamra alatt
elhelyezett Nal-kristályok segítségével mérik, amiből kiszámítható a gamma-
fotonok energiája.
OSSE (Oriented Scintillation Spectrometer Experiment)
4 darab Nal szcintillációs számlálóból áll, 50 keV - 10 MeV között
detektál. A detektorok egymástól függetlenül irányíthatók, így lehetőség van
a gamma-források és a háttérsugárzás ("zaj") felváltott mérésére, majd
ezután a zaj levonására a megfigyelt gamma-forrás sugárzásából. Az OSSE
ezidáig több megfigyelést végzett napkitörésekről, szupernóva-maradványokban
végbemenő radioaktív bomlásokról és a galaxisok centrumában lezajló anyag-
antianyag annihiláció sajátosságairól.