Extending the energy range of AstroSat-CZTI up to 380 keV with Compton Spectroscopy
AstroSat卫星上的CZTI（碲锌镉成像仪）是能量范围为20 - 100 keV的高能编码掩模成像仪和光谱仪。在100 keV以上，康普顿散射截面在CZTI中占主导地位，产生了大量的2像素康普顿事件，这些事件已被成功地用于100 - 380 keV的蟹状星云和脉冲星（以及伽马射线暴等瞬变）的偏振分析。这些2像素康普顿事件也可以用于扩展CZTI的光谱能量范围高达380 keV的亮源。然而，不像在初级能量范围内的光谱学，其中同时背景测量可从掩蔽像素获得，康普顿光谱学需要空白天空观测用于背景测量。背景减法，在这种情况下，是不平凡的，因为存在的短期和长期的时间变化的数据，这取决于多个因素，如地球自转和南大西洋异常（SAA）地区等的影响，我们已经开发了一种方法，背景选择和减法，考虑到这些影响。在这里，我们描述了这些背景选择和减法技术，并验证它们使用光谱的螃蟹在扩展的能量范围内的30 - 380 keV区域，并比较所获得的光谱参数与INTEGRAL的结果。这种新的能力可以扩大AstroSat光谱仪的能量范围，还可以对天鹅座X-1等其他明亮光源进行同步光谱偏振研究。
2022-08-24 astro-ph.HE astro-ph.IM
Prompt emission polarimetry of Gamma Ray Bursts with ASTROSAT CZT-Imager
对伽马射线暴瞬发辐射的X射线和伽玛射线偏振测量被认为是检验各种伽玛暴模型的重要手段。到目前为止，现有的测量硬X射线偏振的伽玛暴瞬发辐射没有显着约束的伽玛暴模型，特别是因为在这些波段测量偏振的困难。{ \em AstroSat}上的CZT成像仪（CZTI）主要是一种X射线光谱仪器，由于其支撑结构的透明度高于100 keV，因此也可用作广角伽马射线暴监测器。它还通过实验验证了在100 $-$ 300千电子伏能量范围内的偏振测量能力，从而提供了一个独特的机会，尝试光谱偏振研究伽玛暴。在这里，我们提出的偏振数据最亮的11个伽玛暴探测CZTI在其第一年的操作。其中，5个伽玛暴显示出具有$\gtrapprox$ 3 $σ$检测意义的极化特征，1个伽玛暴显示出$\>$ 2 $σ$检测意义。我们为剩下的5个伽玛暴设定了上限。我们提供了各种测试的细节，以验证我们的偏振测量。虽然仅用当前的样本很难区分各种发射模型，但CZTI预计在其最短五年寿命内收集的大量偏振测量数据应该有助于显着提高我们对即时发射的理解。
2019-09-10 astro-ph.HE astro-ph.IM
Pulsars in AstroSat-CZTI: Detection in sub-MeV bands and Estimation of Spectral Index from Hardness Ratios
AstroSat星载碲锌镉成像仪（CZTI）是一个能量在$\sim$ 100 keV以上的开放式探测器，是研究$γ$射线天体硬X射线特性的一个很有前途的工具。如我们之前所报道的，已经开发了一种自定义算法来从档案数据的长时间集成（$\sim$年）中检测出病毒。在这里，我们扩展了这种方法，在分析中包括一个额外的$\sim$ 20%的CZTI像素，由于其较低的增益值被忽略。最近的努力已经提供了更好和更安全的校准这些像素，证明他们的更高的阈值和扩展的能量范围高达$\sim$ 1兆电子伏。在这里，我们使用由这些像素提供的额外信息，使得能够在更大的能量范围内构建脉冲轮廓。我们比较了蟹状星云脉冲星在不同子波段的光谱，结果表明，这种行为与扩展的能量覆盖范围是一致的。由于计数率有限，在这个完整的频带上的详细光谱仍然很困难，我们构建硬度比，连同AstroSat质量模型模拟，能够约束辐射光谱的幂律指数。我们提出了我们的结果的相位分辨光谱PSR J 0534 +2200和PSR J1513-5908的总脉冲发射。恢复的光子指数被发现是准确的$\sim 20$ %。
2022-07-27 astro-ph.HE astro-ph.IM
Sub-MeV spectroscopy with AstroSat-CZT Imager for Gamma Ray Bursts
AstroSat卫星上的碲锌镉成像仪（CZTI）是一个多产的伽马射线暴（GRB）监测器。虽然使用2像素康普顿散射事件（100 - 300 keV）来提取敏感的光谱信息，但是在仔细校准之后包含低增益像素（检测器平面的约20%）将康普顿能谱的能量范围扩展到600 keV。新功能还允许单像素光谱的伽玛射线暴的亚MeV范围，否则限制为150 keV。我们还介绍了一种新的噪声抑制算法的分析（“康普顿噪声”）。这些新的增加不仅提高了CZTI的光谱灵敏度，但亚MeV的光谱也将允许适当的表征伽马射线暴没有检测到费米。本文介绍了在100 - 600 keV的单次、康普顿事件和否决谱的方法，用于在运行的第一年中探测到的伽玛暴。在过去的五年里，CZTI探测到了大约20个明亮的伽玛暴。新的方法，当应用于这个大样本的伽玛暴的光谱分析，有可能显着改善的结果，并有助于更好地理解即时发射机制。
2021-02-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Cadmium Zinc Telluride Imager on AstroSat
碲锌镉成像仪（CZTI）是AstroSat卫星上的一种高能宽视场成像仪器。CZT的同名碲锌镉探测器覆盖的能量范围从20 keV到> 200 keV，在60 keV时具有11%的能量分辨率。编码孔眼掩模在4.6度× 4.6度（FWHM）视场上达到17“的角分辨率。CZTI的功能是作为一个开放的探测器超过100千电子伏，持续敏感的伽玛射线暴和其他瞬变约30%的天空。像素化的探测器是敏感的偏振以上~100千电子伏，与瞬态和明亮的持久源的偏振研究令人兴奋的可能性。在本文中，我们提供了完整的CZTI仪器，探测器，编码孔径掩模，机械和电子配置的细节，以及数据和产品。
2016-08-11 astro-ph.HE astro-ph.IM
AstroSat CZT Imager observations of GRB 151006A: timing, spectroscopy, and polarisation study
AstroSat是一颗多波长卫星，于2015年9月28日发射。AstroSat的CZT成像仪在运行的第一天就探测到一个长时间的伽马射线暴，即GRB 151006 A。使用离轴成像和光谱响应的仪器，我们表明，CZT成像仪可以本地化这个伽玛射线暴正确到大约几度，它可以提供，与斯威夫特，光谱参数类似，从费米/GBM。因此，CZT成像仪将是对目前正在运行的伽马射线暴仪器（斯威夫特和费米）的有益补充。具体来说，我们认为，CZT成像仪将是最有用的短硬伽玛暴提供本地化的费米和光谱信息，仅由斯威夫特检测到的。我们还提供了一个新的令人兴奋的能力，这种仪器的初步结果：CZT成像仪能够识别康普顿散射事件，从而提供明亮的伽玛暴的偏振信息。GRB 151006 A尽管相对较暗，但显示出100-300 keV的偏振信号（尽管在低显著性水平）。我们指出，CZT成像仪应提供显着的时间分辨偏振测量的注量比GRB 151006 A的3倍以上的伽玛暴。我们估计，CZT成像仪每年可探测到5 - 6个这样亮的伽玛暴。CZT成像仪也可以作为一个很好的硬X射线监测设备，可能的电磁对应的引力波事件。
2016-08-26 astro-ph.HE
Hard X-ray polarization catalog for a 5-year sample of Gamma-Ray Bursts using AstroSat CZT-Imager
AstroSat上的碲锌镉成像仪（CZTI）自2015年发射以来一直定期探测伽马射线暴（GRB）。它对100 keV以上能量的偏振测量的灵敏度使CZTI能够尝试对伽马射线暴进行光谱偏振研究。在这里，我们提出了第一个目录的伽玛暴偏振测量CZTI在其第一个五年的操作。本文给出了100-600 keV能量范围内20个伽玛暴瞬发辐射的时间积分极化测量结果。样品中包括在0-60度和120-180度角范围内探测到的明亮伽玛暴，在这些角度范围内仪器具有有用的偏振灵敏度，并且不易于系统性。我们在分析中实施了一些新的修改，以提高仪器的偏振灵敏度。大多数的样本中的伽玛暴被发现具有较小的/零偏振在整个突发的持续时间相比，一小部分的5个伽玛暴表现出高极化。可以推测跨脉冲串的低偏振是由于脉冲串本质上是弱偏振的，或者是由于脉冲串内的偏振角变化，即使当脉冲串是高度偏振的。与POLAR测量相比，CZTI检测到了大量高偏振的情况。这可能是CZTI观测的较高能量窗口的结果，这导致与POLAR相比，对突发发射的较小持续时间进行采样，从而探测偏振特性的较小时间变化的发射。
2022-07-20 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ph
Bright in the Black: Searching for Electromagnetic Counterparts to Gravitational-Wave Candidates in LIGO-Virgo-KAGRA Observation Runs with AstroSat-CZTI
本研究利用AstroSat-CZTI对前三期LVK引力波目录中的72个事件进行了X射线对应体搜寻，虽未探测到对应体，但给出了极具竞争力的辐射通量上限，用以约束双黑洞合并的高能电磁辐射理论模型。
2024-02-12 astro-ph.HE
Localisation of Gamma Ray Bursts using AstroSat Mass Model
针对AstroSat卫星CZTI仪器无伽马射线暴定位能力的问题，提出利用卫星部件投下的阴影结合AstroSat质量模型模拟的定位方法，经已知位置GRB验证吻合良好，拓展了CZTI的科研应用价值。
2024-01-29 astro-ph.HE
AstroSat-CZTI searches for hard X-ray prompt emission from Fast Radio Bursts
本文利用 AstroSat-CZTI 对 578 个快速射电暴开展硬 X 射线瞬时对应体系统搜索，未发现对应体并给出光度比上限，同时评估了多台现有及未来 X 射线监测设备的探测前景。
2025-03-16 astro-ph.HE
A detailed time-resolved and energy-resolved spectro-polarimetric study of bright GRBs detected by AstroSat CZTI in its first year of operation
该研究利用改进的CZTI时间分辨与能量分辨光谱偏振技术及同步辐射光谱分析，考察五个明亮GRB，区分坡印廷通量主导与轻度磁化重子主导喷流，并发现GRB 160821A偏振角约90度快变。
2024-09-07 astro-ph.HE
Using collimated CZTI as all sky X-ray detector based on Earth Occultation Technique
全天监测器可以通过测量天体物理源被地球掩蔽时观测计数的变化来测量天体物理源的通量。这种测量通常由全天空监测器如$\textit{CGRO}$和$\textit{Fermi}$ -GBM进行。我们证明了第一次使用准直仪器：碲锌镉探测器上的$\textit{AstroSat}$的这种技术来测量源通量的应用。通过仔细选择最佳掩星数据集，获得了蟹状星云和脉冲星以及天鹅座X-1的可靠通量测量。我们证明，CZTI可以获得这样的测量强度$\gtrsim1$螃蟹硬源。
2021-05-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Search for Fast Transients with CZTI
AstroSat上的碲锌镉成像仪已证明是硬X射线领域非常有效的全天监测器，探测到300多个伽马射线暴，并对来自引力波源和快速射电暴的X射线发射提出了极具竞争力的上限。我们提出的算法用于搜索这样的瞬态源CZTI数据，并计算上限的情况下，非检测。我们介绍CIFT：CZTI快速瞬变接口，用于简化这些过程的框架。我们提出了88个新的伽玛暴检测到这个框架，以前没有检测到CZTI的细节。
2021-02-26 astro-ph.HE
Prompt X-ray emission from Fast Radio Bursts -- Upper limits with AstroSat
快速射电暴（FRB）是短寿命（$\sim$ msec）的高能瞬变（具有$\sim$ μ的峰值通量密度），在其他能带中没有已知的瞬时发射。我们目前的搜索结果提示X射线发射41 FRB使用镉锌碲化物成像仪（CZTI）的AstroSat连续监测$\sim70\%$的天空。我们在20-200 keV范围内的各种时间尺度上的搜索，在这个硬X射线波段没有产生任何对应物。我们计算硬X射线通量的上限，在相同的能量范围内，并将它们转换为$η$的上限：X射线与FRB的射电注量的比率。我们发现$η\leq 10^{8-10}$用于硬X射线发射。我们的研究结果将有助于限制FRB的理论模型，因为模型变得更加定量，更接近，更明亮的FRB被发现。
2019-11-01 astro-ph.HE
The PoGO+ view on Crab off-pulse hard X-ray polarisation
从蟹状星云发射的硬X射线的线性偏振分数和角度提供了对高能辐射机制的独特见解，补充了通常的成像，计时和光谱方法。最近，在部分重叠的能带上运行的两个飞行任务，PoGO+（18-160千电子伏）和AstroSat CZTI（100-380千电子伏）介绍了结果。我们以前报告的PoGO+结果的偏振参数集成在整个光变曲线和整个星云为主的关闭脉冲区域。我们现在介绍更精细的相位合并，在光的AstroSat CZTI声称，偏振分数在整个脉冲区域的变化。由于这两个任务都是在一个制度，重建的偏振参数的错误是非高斯的，我们采用贝叶斯方法来比较每个任务的结果。我们没有发现统计上显着的变化，无论是在考虑单独的任务数据时，也没有当它们结合在一起的脉冲偏振参数。这支持了标准高能排放模型的预期。
2018-02-21 astro-ph.HE
Hard X-ray Polarimetry -- An overview of the method, science drivers and recent findings
在过去的十年里，人们对X射线偏振测量的兴趣发生了飞跃，AstroSat、POLAR、GAP和PoGO+在硬X射线中进行了许多新的偏振测量。这些测量结果为各种天体物理现象提供了一些有趣的见解，如黑洞X射线双星中的日冕几何和盘喷流连接，恒星中的硬X射线发射机制和伽马射线暴（GRB）。他们还强调了随着能量的增加极化的增加，这使得硬X射线偏振测量非常有吸引力。有一些经证实的硬X射线偏振测量实验，加上现有的仪器（AstroSat和INTEGRAL），使这一领域进一步令人兴奋。随着闪烁体读出器、有源像素传感器、CZT探测器的新发展，偏振实验也可能在灵敏度方面取得重大进展。特别地，硬X射线聚焦光学器件的出现将使得能够设计灵敏度成倍增强的紧凑型焦平面偏振计。本文主要介绍了旋光测量的最新研究成果、硬X射线旋光测量的科学潜力以及测量技术的改进。
2021-04-12 astro-ph.HE astro-ph.IM
Modelling the luminosity function of long Gamma Ray Bursts using SWIFT and FERMI
我使用了\emph{Swift}和\emph{Fermi}共同的长伽马射线暴（GRB）样本来重新推导米德相关的参数。这使我能够自洽地估计所有红移未知的爆发的伪红移。这是第一次从这两台仪器中获得如此大的伽马射线暴样本，无论是单独使用还是结合使用，来模拟长伽马射线暴光度函数。伽玛射线暴的形成率被建模为宇宙恒星的形成率和伽玛射线暴的形成效率为一个给定的恒星质量的产品。一个指数截止的幂律光度函数与$ν= 0.6$和$ L_b = 5.4 \times10^{52} \, \rm{erg.s^{-1}},$的数据拟合得相当好，并且不需要宇宙学演化。在幂律破缺的情况下，需要包含由$L_{b}\sim0.3\times10^{52}\left(1+z\right)^{2.90} \, \rm{erg.s^{-1}},$给出的破缺的急剧演化，并且GRB形成效率（退化到GRB的聚束因子）随着红移而降低，如$\propto\left(1+z\right)^{-0.80}.$。导出的模型，然后作为模板来预测的CZTI探测到的伽玛暴的分布上的\emph{AstroSat}，作为红移和光度的函数。这表明，通过对少量CZTI伽玛暴的快速定位和红移测量，\emph{AstroSat}将有助于改善典型和特殊伽玛暴的统计。
2017-09-26 astro-ph.HE
Prospects of measuring Gamma-ray Burst Polarisation with the Daksha mission
本文通过模拟评估 Daksha 双星任务的硬 X 射线偏振测量能力，表明其在 10^-4 erg cm^2 注量阈值下 MDP 约 30%，若伽马射线暴高度偏振，每年可测约五个暴的偏振。
2023-11-01 astro-ph.HE astro-ph.IM
Imaging effects due to pixel distortions in CdZnTe (CZT) detectors -- results from the HREXI Calibration Facility (HCF)
ProtoEXIST 2（P2）是一个原型成像X射线探测器平面，用于5 - 200 keV能量带的宽场时域天体物理学（TDA）。它由8个$\times$ 8阵列组成，这些阵列由5 mm厚、2 cm $\times$ 2 cm像素化（32 $\times$ 32）CdZnTe（CZT）探测器组成，间距为0.6 mm，利用NuSTAR ASIC（NuASIC）进行读出。在最初的探测器研制过程中，直到对整个探测器平面进行飞行后检查，在很大一部分探测器中观察到预期像素位置和形状的变形。HREXI（高分辨率高能X射线成像仪）校准设备（HCF）的设计和委托，以改善这些早期的实验，并迅速映射和表征像素的不均匀性和CZT探测器平面内的缺陷，分辨率低至50 $\rm μ$ m。使用该设备，在100 $\rm μ$ m分辨率下测量P2的亚像素级探测器响应，并进行分析，以提取和评估各个像素的面积和轮廓、它们在整个P2探测器平面上的形态，以与先前的测量结果进行比较，并提供额外的表征。在这篇文章中，我们评估的编码孔径望远镜的成像性能使用观察到的像素形态P2探测器。这项调查将作为HREXI探测器平面开发中探测器选择的初步指南，用于未来实施旨在提供全天空同步和连续成像的4pi X射线成像天文台（4piXIO）任务（$\rm 4π$ sr），具有$\rm \simeq$ 2角分角分辨率和$\simeq$ 10角秒…
2023-03-17 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
Observing Galactic Black Hole Sources in Hard X-rays
银河系黑洞源的观测传统上是在经典的X射线范围（2 - 10千电子伏），由于灵敏度的限制。然而，大多数吸积能量的辐射都在10 keV以上，对这些硬X射线源的研究有可能揭示吸积盘内部区域的辐射机制，据信，吸积盘是无数迷人特征的所在地，如喷流发射，高频QPO发射等。我将简要总结硬X射线的长期观测特征，如光谱状态识别，状态转换和偏振发射的暗示，并描述了新的见解，将提供即将到来的Astrosat卫星，特别强调的贡献，预计从CZT成像有效载荷。
2013-10-01 astro-ph.HE
Violation of synchrotron line of death by the highly polarized $GRB~160802A$
$GRB~160802A$是用$Fermi$伽玛暴监测仪（GBM）观测到的最亮的伽玛暴之一，能量范围为$10~-~1000$ keV，而同时它在能量为$\gtrsim2$ MeV时却令人惊讶地微弱。使用$AstroSat$ /CZT成像仪（CZTI）进行的观测也提供了偏振，这有助于使用新的联合光谱偏振数据约束不同的瞬发发射模型。我们分析了$Fermi$ /GBM数据，发现两个主要的爆发事件，在时间上是明确分开的，一个特别微弱的高能量和有一定的差异，在他们的光谱。一般来说，这两个事件的频谱都显示出从硬到软的演变。只有第一次发作的后半部分显示对应于多个脉冲的强度跟踪行为。光谱的光子指数是硬的，并且在超过90%的情况下，甚至越过光学薄同步加速器激波模型（SSM）的慢冷却极限（$α=-2/3$）。虽然这样的硬值通常与次显性热发射相关联，但在我们的分析中，统计上不需要这样的分量。此外，在100- 300千电子伏范围内测量的极化太高，$π=85\pm29\%$不能适应这种情况。抖动辐射，其允许高达$α=+0.5$的硬得多的折射率，原则上可以产生高偏振，但仅超过光谱峰值，在我们的情况下，在获得大部分偏振信号的时间期间，光谱峰值接近于$200~-~300$ keV。的光谱偏振数据似乎是一致的subphotospheric耗散过程中发生在一个狭窄的射流与急剧下降的发射率超出射流边缘，并沿其边界查看。
2018-06-18 astro-ph.HE
Revisiting the Earth's atmospheric scattering of X-ray/$γ$-rays and its effect on space observation: Implication for GRB spectral analysis
来自天体物理瞬变（如伽马射线暴）的入射高能光子中有相当一部分被地球大气层康普顿散射。这些光子有时被称为“反射成分”，对空间X射线/ $γ$射线仪器探测到的信号有贡献。因此，由这些仪器推断的源参数（例如位置、通量、光谱和偏振）的有效性和可靠性高度依赖于对该散射分量的准确估计。目前的特派团使用专门的反应矩阵来说明这些影响。然而，这些数据库并不容易适用于其他任务，包括许多即将到来的瞬态搜索和引力波高能电磁对应探测器。此外，在这些复杂的模拟可能的系统性影响还没有得到彻底的检查和验证的文献。我们正在调查的过程中，详细的蒙特卡罗模拟GEANT 4的低地球轨道（LEO）X射线探测器的效果。在这里，我们讨论了我们的模拟结果的形式的大气响应矩阵（ARM）和它的影响的任何系统误差在确定源的光谱特性。我们打算在不久的将来将我们的结果应用于AstroSat-CZTI观测此类源的数据处理和分析。我们的模拟输出和源代码将公开提供给大量即将到来的高能量瞬态任务使用，以及与其他任务的审查和系统比较
2021-05-20 astro-ph.HE astro-ph.IM
High hard X-ray polarization in Cygnus X-1 confined to the intermediate hard state: evidence for a variable jet component
利用AstroSat/CZTI对天鹅座X-1进行100-380 keV偏振测量，发现高偏振（23±4%）局限于中间硬态，连接冕与喷流区，暗示可变喷流成分的存在。
2023-11-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
X-ray observations of black hole sources
本文回顾了X射线天文学在黑洞源研究中的发展，指出其有限的成功并强调需更灵敏的测量，重点介绍了AstroSat的CZT Imager对Cygnus X-1的最新X射线偏振测量及未来展望。
2024-06-26 astro-ph.HE
