费米太空望远镜,2008年6月发射升空。
作为世界上最强大的望远镜,费米太空望远镜是通过高能伽马射线观察宇宙,最初名称为大面积伽玛射线太空望远镜,但是当这台望远镜建成后开始正常运行时,人们又根据意大利科学家恩里科·费米的名字给它重新命名。选择这一名称是为了纪念高能物理学领域的先驱者、美籍意大利裔诺贝尔物理奖获得者恩里科·费米(1901~1954)。费米是第一位对宇宙粒子如何被加速到高速做出推测的科学家,他的理论为认识“费米”望远镜所要揭示的新现象奠定了基础。科学家们希望“费米”能通过观测高能伽马射线来发现众多新的脉冲星,揭示超大质量黑洞的内部机理,并有助于物理学家寻找新的自然定律。
发射
2008年3月4日望远镜到了Astrotech Corporation在泰特斯维尔的酬载处理中心。2008年6月4日,在先前的数次延误后,发射时间最早确定在6月11日。GLAST在当地时间2008年6月11日16:05成功发射,75分钟后卫星与火箭分离。该卫星在卡纳维拉尔角空军基地17号航天发射复合体的B发射台以Delta 7920H-10C发射。
到达轨道
GLAST在高度550千米(342英里)的近地轨道运行,轨道倾角28.5°
程式修正
GLAST的电脑程式在2008年6月23日进行了小幅度修正。[1]
巡天模式
GLAST已于2008年6月26日切换到巡天模式开始进行巡天,每三小时(每两个轨道)可扫过整个天空一次。
GLAST的主要科学目的如下:
了解活动星系核、中子星与超新星遗迹的粒子加速机制。
宇宙伽玛射线研究:了解未确定的伽玛射线来源和弥散辐射。
确定伽玛射线暴的高能状态与暂态。
寻找暗物质,例如银河系中心的伽玛射线超量研究;和早期宇宙研究。
研究太初微型黑洞(MBH)蒸发以确定伽玛射线暴和霍金辐射的关系。[2]
发现中子星
第一个主要发现是当望远镜找到CTA1超新星遗迹内的中子星时发现该中子星只发射伽玛射线,此种形式中子星是第一次发现。这颗新发现的中子星以316.86毫秒的周期脉动,距离地球约4600光年。在2008年9月,在船底座发生的伽玛射线爆GRB 080916C被记录到。这次爆炸是以“被量测到最大能量”而著名。这次爆炸能量相当于9000颗超新星爆炸,其相对论性喷流的运动速度至少有光速的99.9999%。总而言之,GRB 080916C有目前所见“最高的总能量,最快的运动,最高能量的初始辐射”。
窥见射线爆发
费米望远镜窥见射线爆发 验证爱因斯坦时空效应
NASA的费米伽马射线太空望远镜花费了一年的时间,收集了一千多个伽马射线源的数据,最后绘制成了这张迄今为止最完美的宇宙尽头的天空图。这无疑给爱因斯坦打了一针兴奋剂,证实了这位科学家的时空效应理论。[3]
发现反物质
2011年12月中旬,美国航空航天局(NASA)的费米伽马射线天文望远镜以数据证实了宇宙存在着过量的反物质。本次结果是在2008年PAMELA(反物质探测和轻核天体物理载荷)卫星捕捉的一次非同寻常的反物质信号的基础上完成的。天文学家评价称,其不啻为一项物理学领域的重要发现,亦是天文观测的一大壮举。
同时,因该结果背后的研究原理,亦有极大可能确认了此信号对于暗物质的意义,并将作为一个罕见的暗物质标志,进一步揭示暗物质的本质。[4]
GLAST包括大面积望远镜(Large Area Telescope, LAT)和伽玛射线爆监视系统(Gamma-ray Burst Monitor, GBM)。
大面积望远镜
大面积望远镜以类似地球上粒子加速器使用的科技侦测个别伽玛射线光子。光子撞到一个薄金属片后成对产生电子-正子对。这些带电粒子通过交错的硅微条探测器后产生电离,造成微小脉动侦测到带电粒子。粒子经过追踪器后进入热量计,其中包含一个以碘化铯晶体制造的闪烁器来测量带电粒子能量。大面积望远镜的视野广达约20%的天空。影像分辨率在天文界属于中等水平;每数角分可侦测最高能量光子,而视野为3°时可侦测100 MeV。大面积望远镜比1990年代康普顿伽玛射线天文台搭载的高能伽玛射线试验望远镜更大且更成功。数个国家参与制造了大面积望远镜的一部分组件,之后各组件送至史丹佛线性加速器中心的国家加速器实验室(SLAC)组合。
研制团队
美国研究单位
史丹佛大学物理系GLAST团队和汉生实验物理实验室
SLAC 国家加速器实验室粒子天文物理团队
戈达德太空飞行中心天文物理部门
美国海军研究实验室高能太空环境(High Energy Space Environment, HESE)部门
俄亥俄州立大学物理系
圣塔克鲁兹加利福尼亚大学物理系与粒子物理研究所
索诺马州立大学物理与天文系
华盛顿大学
德州农工大学金士维尔分校
日本研究单位
宇宙航空研究开发机构/宇宙科学研究所
东京大学
东京工业大学
广岛大学
早稻田大学
名古屋大学
意大利研究单位
意大利国家核物理研究所 (INFN)
意大利太空局
Istituto di Fisica Cosmica, Milano, CNR
巴里大学
帕多瓦大学
佩鲁贾大学
比萨大学
罗马第二大学
第里雅斯特大学
乌迪内大学
法国研究单位
法国原子能委员会
法国国家太空研究中心
法国国家核子物理暨粒子物理研究所、IN2P3
巴黎综合理工学院勒普兰斯-林盖实验室
波尔多格兰纳迪尔核研究中心
理论物理学与粒子天文物理实验室,蒙彼利埃
瑞典研究单位
瑞典皇家工学院
斯德哥尔摩大学
伽玛射线爆监视系统
伽玛射线爆监视系统是使用14个闪烁器(其中12个是碘化钠晶体,侦测8keV至1MeV;另2个是锗酸铋晶体,侦测150keV至30MeV)的侦测器,可侦测全天空仪器能量范围所有伽玛射线爆,且不受地球阻挡。[5]
研究团队
美国研究单位
马歇尔太空飞行中心、阿拉巴马大学亨茨维尔分校
德国研究单位
马克斯-普朗克太空物理学研究所(Max Planck Institut für Extraterrestrische Physik)




