NASA的新探测器可以改善对伽马射线事件的观察

NASA科学家使用类似于智能手机摄像头中的技术，正在开发升级的传感器，以揭示有关黑洞爆发和恒星爆炸的更多细节，同时与当今使用的探测器相比，耗电更少，更容易大规模生产。

“当你想到黑洞积极地撕碎恒星，或者中子星爆炸并产生真正高能的光爆发时，你正在观察宇宙中最极端的事件，”研究天体物理学家雷吉娜卡普托博士说。“要观察这些事件，你需要观察能量最高的光形式：伽马射线。”

Caputo在位于马里兰州格林贝尔特的NASA戈达德太空飞行中心领导一项名为AstroPix的仪器开发工作。AstroPix中的硅像素传感器(仍在开发和测试中)让人想起使智能手机相机如此小巧的半导体传感器。

“众所周知，由于入射粒子与探测器相互作用的方式，伽马射线很难测量，”与卡普托合作的美国宇航局博士后项目研究员AmandaSteinhebel博士说。

伽马射线是比紫外线和X射线更具能量的波长，它们的光子更像粒子而不是波。“伽马射线不像可见光那样被传感器吸收，”Steinhebel说，“伽马射线会向四周反射。”

自2008年以来一直研究伽马射线天空的美国宇航局费米伽马射线太空望远镜通过使用条形传感器塔解决了其主要仪器的“反弹”问题。这个桌子大小的立方体，费米的大面积望远镜，在任务启动时本身就是一项突破性的技术。

每个条带在一个维度上绘制伽马射线撞击，而相互垂直的条带层记录第二个维度。伽马射线通过多层产生一连串的高能冲击，提供了一张指向源头的地图。

Caputo说，使用AstroPix传感器的太空望远镜仪器大约有一个高尔夫球袋那么大，所需的层数是费米带探测器技术的一半。

Steinhebel说：“准确地说出粒子在​​哪里相互作用更容易，因为你只需识别网格中与之相互作用的点。然后你使用多层来逐字追溯粒子通过它的路径。”

Steinhebel解释说，AstroPix可以记录比当前技术能量更低的伽马射线，因为这些光子往往会在带状探测器的多层过滤过程中丢失。捕获它们将提供更多关于在短暂的、充满活力的事件中发生的事情的信息。“这些低能伽马射线在峰值爆发亮度期间最为常见，”她解释道。

Caputo说，像素探测器的运行耗电量也更少，这对未来的任务规划其用电量来说是一个重大优势。

她说，像素化硅探测器已在粒子加速器实验中得到证实，它们在手机和数码相机中的普遍使用和大规模生产使它们更容易获得，成本也更低。

Steinhebel说，多年来开发不同的原型并看到AstroPix创建准确的伽马射线图令人兴奋和非常满意。

虽然团队继续致力于开发和改进他们的技术，但卡普托表示下一步将是在短探空火箭飞行中发射该技术，以便在地球大气层上方进行进一步测试。

他们希望有助于未来旨在进一步研究高能宇宙事件的伽马射线任务。

“我们可以用它做如此酷的科学，”卡普托说。“我只是想看到这种情况发生。”