High-energy astrophysics: development of the MASCO telescope and GRO J1744-28 observations with the SIGMA telescope / Astrofísica de altas energias: desenvolvimento do telescópio MASCO e observações de GRO J1744-28 com o telescópio SIGMA

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2002

RESUMO

Neste trabalho são apresentados resultados correspondentes ao desenvolvimento do telescópio MASCO e à análise de imagens em altas energias da região do Centro Galáctico obtidas com o telescópio SIGMA. O MASCO utiliza uma máscara codificada rotatória MURA 19x19 e foi desenvolvido para obter imagens de alta resolução de fontes cósmicas entre 50 keV e 1,3 MeV, a bordo de balão estratosférico. Descreve-se a implementação dos sistemas mecânico e de controle de atitude, desenvolvidos para satisfazer as condições de vôo e garantir a determinação das coordenadas de apontamento do telescópio com uma precisão inferior 15 . Apresentam-se os resultados da caracterização do sistema imageador: resolução espacial de 1,8 cm em 60 keV e de 1,95 cm em 511 keV; resolução espectral de 25,8 em 60 keV e 9,8 em 511 keV; resolução temporal de 25 ms; área efetiva de 154,4 cm2 em 75 keV e de 170,2 cm2 em 500 keV; sensibilidade (3s; 6 horas de observação)de 1,3x10-5 fótons.cm-2.s-1.keV-1 em 75 keV. Foi desenvolvido o software de reconstrução de imagens para o MASCO, que considera os efeitos de deriva do telescópio durante os vôos e do giro aparente do céu provocado pelo uso de uma montagem altazimutal. Imagens feitas em laboratório com as técnicas de máscara, máscara-antimáscara e máscara rotatória são apresentadas, junto com simulações dos efeitos de deriva do telescópio e do giro aparente do céu, assim como as correções aplicadas. É mostrado que o giro aparente do céu pode ser usado como uma alternativa para reconhecer a verdadeira posição da fonte no campo de visada do telescópio, dentre as imagens múltiplas geradas pelo processo de reconstrução, inerente a telescópios que utilizam máscaras codificadas URA em que o padrão básico é estendido. Dados do Centro Galáctico obtidos com o SIGMA foram analisados para comparar os algoritmos de redução e análise de dados de ambos instrumentos. Estudou-se o comportamento da fonte GRO J1744-28 durante parte dos outbursts de 1996 e 1997. Em 1996, a fonte apresentou um fluxo de 85ñ6,4 mcrab (35-75 keV). Em 1997, o fluxo na mesma faixa de energia foi de 52ñ7,4 mcrab. Nos dois casos, o espectro da fonte foi bem ajustado por um modelo de Bremsstrahlung térmico opticamente fino com temperaturas kTBremms de 28ñ7 keV e de keV, e fluxos de (3,6ñ0,6)x10-4 e de (2,3ñ0,7)x10-4 fótons.cm-2.s-1.keV-1 em 50 keV, respectivamente. Em nenhuma das duas observações a fonte foi detectada em energias acima de 75 keV. Combinando os resultados das observações de 1997 do SIGMA e do BATSE, encontrou-se evidência de que os bursts de GRO J1744-28 neste período foram produzidos por instabilidade no fluxo do material acretado. Para as outras sessões de observação da região do Centro Galáctico em que GRO J1744-28 não foi detectado foram estimados limites superiores da sua intensidade. O uso da técnica de máscara codificada permitiu identificar inequivocamente GRO J1744-28 dentro do campo denso do Centro Galáctico, evitando a contaminação por outras fontes na determinação de suas características. Especificamente, durante o segundo outburst foi possível isolar o sinal de GRO J1744-28 da contribuição das fontes 1E1740.7-2942 e GRS 1737-31, presentes no campo de visada, obtendo-se evidência de que esta última fonte pode ter contaminado as medidas feitas com o BATSE para o mesmo período e induzido a resultados errôneos reportados anteriormente na literatura.

ASSUNTO(S)

gro j1744-28 erupções x-ray telescopes galaxy center pulsares raios gama gamma-ray telescopes telescópios raios-x centros galáxias imaging techniques técnicas de imageanebto bursting pulsar cro j1744-28coded mask technique

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