利用 EXIST 的 GRB 探测高红移宇宙
摘要
能量 X 射线成像巡天望远镜 (EXIST) 任务概念旨在利用高红移 GRB 作为早期宇宙的探针。高能望远镜 (HET) 包含一个 4.5 m² 的 5-600 keV (CZT; 0.6 mm 像素) 探测器平面，用于编码孔径成像，具有 90°×70° (>10% 编码分数) 的视场、2' 的分辨率以及 >5σ 源的 <2" (90% 置信度) 位置，EXIST 将对 GRB 进行快速 (<200 秒) 的指向转动。通过共对准的软 X 射线望远镜 (SXI; 0.1-10 keV) 和 1.1 m 光学-IR 望远镜 (IRT) 同时在 4 个波段 (0.3-0.52 微米, 0.52-0.9 微米, 0.9-1.38 微米, 1.38-2.3 微米) 获得快速图像和光谱。初始图像 (100 秒) 将通过 HET 误差圆内 <2" 的快速 SXI 位置，或通过 VIS 与 IR 的缺失或变化，实现快速识别。然后，自主航天器重新指向 (<3") 将把 GRB 置于 0.3"×4" 狭缝上，用于 0.3-0.9 微米和 0.9-2.3 微米波段、R=3000 (AB<21) 或 R=30 (AB~21-25) 的快速光谱。这将为大多数 GRB 提供约 500-2000 秒内的在轨红移，达到 z~20 (莱曼α 断裂)，如果此类 GRB 存在的话，并提供用于研究宿主星系和局域再电离斑块以及 intervening 宇宙结构的光谱。预计每年约 600 个 GRB，其中约 7-10% 在 z>7，EXIST 将开启研究早期宇宙的新纪元，同时开展丰富的 AGN 和暂现源科学研究。给出了 GRB 科学目标的概述以及整体任务设计和操作的简要讨论，并展示了示例高红移 GRB IRT 光谱。EXIST 正在作为一项 5 年中等类别任务被提议参加 Astro2010 十年巡天调查，可能最早于 2017 年发射。
引用
@article{arxiv.0904.2210,
title = {GRB Probes of the High-z Universe with EXIST},
author = {Jonathan Grindlay and the EXIST Team},
journal= {arXiv preprint arXiv:0904.2210},
year = {2009}
}
备注
7 pages, 5 figures, 1 table; to appear in Proc. Huntsville Gamma-ray Burst Symposium, AIPC (C. Meegan, N. Gehrels and C. Kouveliotou, eds.), in press