Fermi Gamma-ray Space Telescope

Das Fermi Gamma-ray Space Telescope (früher GLAST genannt) ist ein internationales Projekt für ein Weltraumteleskop mit welchem man den Kosmos in einem Photonenenergiebereich zwischen 8000 Elektronenvolt (8 keV) bis zu über 300 Milliarden Elektronenvolt (300 GeV) untersuchen kann. Dabei ist ein Elektronenvolt eine Energieeinheit ähnlich zu der des sichtbaren Lichts, was bedeutet, dass Fermi Photonen beobachtet, welche hundertfache bis tausendfache Energien des sichtbaren Lichts haben (1 keV = 1,000 eV, 1 MeV = 1,000,000 eV, 1 GeV = 1,000,000,000 eV).

Die Fermi-Mission startete 2008 und hat zwei Experimente an Bord: das Large Area Telescope (LAT) und der GLAST Burst Monitor (GMB).

Dabei wird das LAT als Fermis Hauptexperiment bezeichnet und interagiert mit einzelnen Gammastrahlen. Ein einfallender Gammastrahl durchläuft einen Antikoizidenzdetektor, während geladene Teilchen der kosmischen Strahlung dabei einen Lichtblitz erzeugen. Deshalb können Gammastrahlen von diesem Detektor identifiziert werden und durchlaufen weiters mehrere dünne Metallplättchen bis sie schließlich mit einem Atom des Metalls interagieren. In dieser Reaktion, welche Paarbildung genannt wird, werden zwei geladene Teilchen produziert, nämlich ein Elektron und ein Positron. Des Weiteren beinhaltet der LAT Detektor verschachtelte Silizium-Streifen-Detektoren in welchen diese Elektronen und Positronen Ionen produzieren können. Damit kann dann der Weg des Teilchens durch den Detektor rekonstruiert werden. Letztendlich, nachdem die Teilchen den Tracker durchlaufen haben, werden sie in einem Caesium-Iod-Kalorimeter gestoppt. Dieses Kalorimeter misst die Gesamtenergie der Teilchen und in Kombination mit der vorher gemessenen Informationen kann schließlich die Energie und die Richtung des Gammastrahls berechnet werden. Das Gesichtsfeld von LAT beträgt ungefähr 20% des gesamten Himmels mit einer Auflösung von einigen Bogenminuten für die höchstenergetischen Photonen und von ungefähr einem Grad bei 100 MeV.

Das GMB ergänzt das LAT bei seinen Beobachtungen von transienten Quellen und ist sowohl für Gamma- als auch für Röntgenstrahlen im Energiebereich zwischen 8 keV und 40 MeV empfänglich. Dabei werden plötzliche Gammastrahlenblitze detektiert, welche zum Beispiel in Gamma Ray Bursts oder Sonneneruptionen erzeugt werden. Um eine Übersicht über den gesamten Himmel zu haben sind die Szintillatoren auf den Seiten des Satelliten angebracht. Außerdem ist das Design des Detektors für eine gute Auflösung sowohl in der Zeit als auch in der Photonenenergie optimiert.

Fermi Gamma-ray Space Telescope


IC5148 low res
Schematic illustration of the Fermi satellite and its experiments, the LAT and the GMB.
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