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XL-Calibur——第二代气球载硬X射线偏振测量任务

天体物理仪器与方法 2020-10-23 v1 高能天体物理现象

摘要

XL-Calibur是一项硬X射线(15-80 keV)偏振测量任务,运行于平流层中稳定的气球载平台。它承袭自X-Calibur任务,后者于2018年12月29日至2019年1月1日期间从南极观测了吸积中子星GX 301-2。XL-Calibur设计包含一面X射线镜,将X射线聚焦到由铍棒及环绕的碲锌镉(CZT)探测器组成的偏振计上。该偏振计置于反符合屏蔽体中,以减轻平流层中粒子的本底。镜面与偏振计-屏蔽组件安装在12米长轻量桁架的两端,由WASP——Wallops Arc Second Pointer以角秒精度指向。XL-Calibur任务通过使用更大有效面积的X射线镜、以更薄CZT探测器降低本底以及改进的反符合屏蔽,实现了相较X-Calibur大幅优化的灵敏度。当观测1 Crab源 tdayt_{\rm day} 天时,最小可探测偏振度(99%置信水平)为 \sim2%tday1/2\%\cdot t_{\rm day}^{-1/2}。40 keV处能量分辨率为 \sim5.9 keV。本文旨在描述XL-Calibur任务的设计与性能,以及预期的科学计划。

关键词

引用

@article{arxiv.2010.10608,
  title  = {XL-Calibur -- a second-generation balloon-borne hard X-ray polarimetry mission},
  author = {Q. Abarr and H. Awaki and M. G. Baring and R. Bose and G. De Geronimo and P. Dowkontt and M. Errando and V. Guarino and K. Hattori and K. Hayashida and F. Imazato and M. Ishida and N. K. Iyer and F. Kislat and M. Kiss and T. Kitaguchi and H. Krawczynski and L. Lisalda and H. Matake and Y. Maeda and H. Matsumoto and T. Mineta and T. Miyazawa and T. Mizuno and T. Okajima and M. Pearce and B. F. Rauch and F. Ryde and C. Shreves and S. Spooner and T. -A. Stana and H. Takahashi and M. Takeo and T. Tamagawa and K. Tamura and H. Tsunemi and N. Uchida and Y. Uchida and A. T. West and E. A. Wulf and R. Yamamoto},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2010.10608},
  year   = {2020}
}

备注

19 pages, 17 figures. Accepted for publication in Astroparticle Physics