%0 Thesis
%@documentstage not transferred
%@holdercode {isadg {BR SPINPE} ibi 8JMKD3MGPCW/3DT298S}
%@nexthigherunit 8JMKD3MGPCW/3F2NE4L
%@usergroup administrator
%@usergroup jefferson
%@usergroup sergio
%3 publicacao.pdf
%J High-energy astrophysics: development of the MASCO telescope and GRO J1744-28 observations with the SIGMA telescope
%@dissemination NTRSNASA; BNDEPOSITOLEGAL; MGA.
%@secondarykey INPE-9283-TDI/818
%A Mejía Cabeza, Jorge,
%T Astrofísica de altas energias: desenvolvimento do telescópio MASCO e observações de GRO J1744-28 com o telescópio SIGMA
%C São José dos Campos
%I Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
%D 2002
%E Braga, João (presidente),
%E Vilela Neto, Thyrso (orientador),
%E Jablonski, Francisco José,
%E Jayanthi, Udaya,
%E Pacheco, Eduardo Janot,
%E Horvath, Jorge,
%P 173
%8 2002-03-01
%9 Tese (Doutorado em Astrofísica)
%2 sid.inpe.br/iris@1905/2005/08.03.21.30
%4 sid.inpe.br/iris@1905/2005/08.03.21.29
%F 9960
%K telescópios, raios-X, raios gama, técnicas de imageanebto, centros, galáxias, erupções, pulsares, GRO J1744-28, X-ray telescopes, gamma-ray telescopes, imaging techniques, galaxy center, bursting pulsar CRO J1744-28coded mask technique.
%X 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. ABSTRACT: In this work, the results corresponding to the development of the MASCO telescope and to the analysis of high-energy images of the Galactic Center region obtained with the SIGMA telescope are presented. The MASCO telescope employs a rotating MURA-based coded mask and it was designed to obtain high-resolution images of cosmic sources in the 50 keV to 1.3 MeV energy band on board stratospheric balloons. The assembling process of the gondola and of the attitude control systems is described. These systems were designed to ensure the determination of the telescope's pointing coordinates with a precision better than 15' during the flights. The main characteristics of the imaging system are presented: spatial resolution of 1.8 cm at 60 keV and 1.95 cm at 511 keV; spectral resolution of 25.8 at 60 keV and 9.8 at 511 keV; temporal resolution of 25 ms; effective area of 154.4 cm2 at 75 keV and 170.2 cm2 at 500 keV; sensitivity (3s; 6h of observation time)of 1.3x10-5 photons.cm-2.s-1.keV-1 at 75 keV. The MASCO image reconstruction software was developed, which takes into account the effects of the telescope's drift during the flights and of the apparent sky movement caused by the use of an alt-azimuthal mounting. Laboratory images of a radioactive source obtained with mask, mask-antimask and rotating mask techniques are presented, as well as simulations of the effects of the telescope's drift and apparent sky movement, with the corresponding applied corrections. It is shown that the apparent sky movement can be used as an alternative to determine the real cosmic source image out of the spurious images present in the reconstruction process inherent to telescopes that employ non-rotating extended URA masks. Galactic Center data from the SIGMA telescope were analized in order to compare the reduction and data analysis processes of both instruments. The behaviour of the source GRO J1744-28 was studied during part of its 1996 and 1997 outbursts. In 1996, the source's flux in the 35 to 75 keV energy band was 85ñ6.4 mcrab. In 1997, the source's flux in the same energy band was 52ñ7.4 mcrab. In both cases, the source's spectra were well fitted by a optically-thin thermal Bremsstrahlung with temperatures kTBremms of 28ñ7 keV and keV, and fluxes of (3.6ñ0.6)x10-4 and (2.3ñ0.7)x10-4 photons.cm-2.s-1.keV-1 at 50 keV, respectively. The source was not detected at energies above 75 keV. Combining the SIGMA and BATSE data for the 1997 outbursts, it was found evidence showing that the bursts in this period were produced by instability in the accretion process. For the remaining sessions, upper limits for the source flux intensities were determined. With the coded mask technique, it was possible to identify, in an unambiguous way, GRO J1744-28 in the very crowded region of the Galactic Center, avoiding the contamination by other sources in the determination of its characteristics. Specifically, during the second outburst it was possible to isolate the signal from the sources GRO J1744-28, 1E1740.7-2942 and GRS 1737-31, obtaining evidence that this last source could have contaminated the BATSE measurements in the same period, leading to erroneous results previously reported in the literature.
%@copyholder SID/SCD
%@secondarytype TDI
%@secondarydate 20020619
%@area CEA
%@group AST-SPG-INPE-MCT-BR
%@project AST-SPG-INPE-MCT-BR