Fermi Gamma-ray Space Telescope

Fermi Gamma-ray Space Telescope, amerykański satelita, wystrzelony 11 czerwca 2008, który został zaprojektowany do badania źródeł emitujących promienie gamma. Źródła te są najbardziej gwałtownymi i energicznymi obiektami wszechświata i obejmują rozbłyski gamma, pulsary i szybkie dżety emitowane przez czarne dziury. National Aeronautics and Space Administration jest wiodącą agencją, z udziałem Francji, Niemiec, Japonii, Włoch i Szwecji.

Fermi posiada dwa instrumenty, Large Area Telescope (LAT) i Gamma-ray Burst Monitor (GBM), które pracują w zakresie energii od 10 keV do 300 GeV (10,000 do 300,000,000,000 elektronowoltów) i są oparte na bardzo udanych poprzedników, którzy latali na Compton Gamma Ray Observatory (Cgro) w 1990 roku. W przeciwieństwie do światła widzialnego, a nawet promieniowania rentgenowskiego, promienie gamma nie mogą być skupione za pomocą soczewek lub luster. Dlatego główne detektory LAT są wykonane z taśm silikonowych i wolframowych pod kątem prostym do siebie. Promienie Gamma wytwarzają pary elektron-pozyton, które następnie jonizują materiał w paskach. Ładunek zjonizowany jest proporcjonalny do siły promieniowania gamma. Rozmieszczenie pasków pomaga określić kierunek napływającego promieniowania. Promienie kosmiczne są znacznie bardziej powszechne niż promienie gamma, ale LAT ma materiały, które oddziałują tylko z promieniami kosmicznymi i zarówno z promieniami kosmicznymi, jak i promieniami gamma, więc promieniowanie kosmiczne można odróżnić i zignorować. W ciągu pierwszych 95 godzin pracy LAT wyprodukował mapę całego nieba; cgro zajęło lata, aby stworzyć podobną mapę.

GBM składa się z 12 identycznych detektorów, z których każdy zawiera cienki monokrystaliczny dysk jodku sodu umieszczony jako twarz wyimaginowanego dodekahedronu. Przypadkowy promień gamma powoduje, że kryształ emituje błyski światła, które są liczone przez światłoczułe lampy. Te same błyski mogą być widoczne nawet przez połowę detektorów, ale z różną intensywnością w zależności od kąta nachylenia detektora do źródła. Proces ten umożliwia obliczenie położenia rozbłysku promieniowania gamma, dzięki czemu statek może być zorientowany tak, aby skierować LAT na źródło w celu przeprowadzenia szczegółowych obserwacji.

w 2008 roku Fermi odkrył pozostałości po supernowej CTA 1 jako pierwszy z populacji pulsarów, które są widoczne tylko w promieniach gamma. Promieniowanie gamma nie pochodzi z wiązek cząstek na biegunach pulsarów, jak to ma miejsce w przypadku pulsarów radiowych, ale zamiast tego powstaje z dala od powierzchni gwiazd neutronowych. Dokładny proces fizyczny generujący impulsy promieniowania gamma nie jest znany. Fermi zwiększył również liczbę znanych pulsarów milisekundowych (najszybciej obracających się pulsarów, z okresami od 1 do 10 milisekund), odkrywając 17 takich obiektów.

w niektórych teoriach fizyki, które łączą ogólną teorię względności, która opisuje wszechświat w największych skalach, z mechaniką kwantową, która opisuje wszechświat w najmniejszych skalach, czasoprzestrzeń byłaby skwantowana na dyskretne kawałki. Gdyby czasoprzestrzeń miała taką strukturę, fotony o wyższych energiach podróżowałyby szybciej niż fotony o niższych energiach. Obserwując fotony o różnych energiach, które pochodzą z rozbłysku gamma 7,3 miliarda lat świetlnych od Ziemi i dotarły do Fermiego w tym samym czasie, astronomowie byli w stanie ograniczyć każdą możliwą ziarnistą strukturę czasoprzestrzeni do mniejszych niż około 10-33 cm.

w 2010 roku Fermi zaobserwował pierwszą emisję promieniowania gamma z nowej. Wcześniej uważano, że novas nie generuje wystarczającej ilości energii do wytworzenia promieni gamma.