Multichannel Poisson denoising and deconvolution on the sphere : Application to the Fermi Gamma Ray Space Telescope
一种基于多尺度表示的球面数据去噪方法--球面上的多尺度方差稳定变换（MS-VSTS）已被提出。本文首先将MS-VSTS扩展到球面二维和一维数据（2D-1D），其中前两个维度是经度和纬度，第三个维度是有意义的物理指标，如能量或时间。然后，我们介绍了一种新的多通道反褶积建立在2D-1D MS-VSTS，它使我们能够摆脱噪声和模糊引入的点扩散函数（PSF）在每个能量（或时间）带。该方法适用于模拟数据从大面积望远镜（LAT），费米伽马射线空间望远镜的主要仪器，它检测高能伽马射线在一个非常宽的能量范围（从20 MeV到300 GeV以上），其PSF是强烈的能量依赖性（从约3.5°在100 MeV到小于0.1°在10 GeV）。
2012-06-13 astro-ph.IM
Optics for X-ray telescopes: analytical treatment of the off-axis effective area of mirrors in optical modules
用于X射线望远镜的光学模块包括以掠入射操作的若干双反射镜。光学组件的聚光能力主要决定了望远镜的灵敏度，通常用其轴上有效面积作为X射线能量的函数来表示。然而，X射线反射镜的有效面积通常随着源离轴移动而减小，从而导致灵敏度损失。更糟糕的是，当天文源离轴时，光学模块中镜壳的密集嵌套会导致它们的孔径相互阻塞，从而进一步减少有效面积。[...]虽然X射线镜的有效面积很容易预测轴上，同样的任务变得更加困难的源离轴。因此，重要的是开发一个适当的形式主义，可靠地计算离轴有效面积的Wolter-I镜，包括障碍物的影响。迄今为止，大多数X射线光学模块的收集区域模拟已经与数字代码一起执行，涉及射线跟踪例程，非常有效，但通常复杂，难以处理，耗时且受统计误差的影响。与此相反，在以前的论文中，我们从分析的角度来处理这个问题，以简化和加速预测具有任何反射涂层（包括多层膜）的无阻挡X射线镜的离轴有效面积。在这项工作中，我们扩展了所获得的分析结果：我们证明了离轴有效面积的解析公式可以反演，详细介绍了一种新的分析处理密集嵌套反射镜组件中的相互壳层阻塞的方法，该方法将离轴有效面积的计算简化为一个简单的积分。结果是在一个详细的射线跟踪例程的结果非常一致。
2011-03-25 astro-ph.IM
Distributed Aperture Telescopes and the Dragonfly Telephoto Array
与传统望远镜相比，望远镜阵列可以更快、更低成本地建造高性能的宽视场成像系统。分布式孔径望远镜（Dragonfly Telephoto Array）是一种特殊类型的阵列，其中所有望远镜都指向天空中大致相同的位置。在这种配置中，阵列的性能就像一个大型的、光学速度非常快的单个望远镜，对系统误差具有非常好的控制。在一些关键领域，例如在宽视场范围内的低表面亮度成像，分布式孔径望远镜远远优于传统的巡天望远镜。在这些论文中，我们概述了分布式孔径望远镜的基本原理，并强调了这一概念的优点和缺点。观测参数空间中的设计擅长的领域被确定。这些对应于天体物理学领域，这些领域相对未被探索，并且具有异常强大的突破潜力。
2022-09-15 astro-ph.IM
Evaluation of the effective mirror area of CTA Small-Sized Telescopes for camera design and Monte Carlo simulation
本文针对CTA小型望远镜的Schwarzschild-Couder构型，利用ROBAST光线追踪库构建复杂三维模型评估有效镜面面积，据此确定相机本体尺寸为570 mm、窗口尺寸为430 mm，并获得了满足要求的非轴对称有效面积分布。
2023-09-18 astro-ph.HE astro-ph.IM
Building Large Area CZT Imaging Detectors for a Wide-Field Hard X-ray Telescope - ProtoEXIST1
我们已经构建了一个中等大面积（32平方厘米），精细像素（2.5毫米像素，5毫米厚）CZT成像探测器，构成了探测器模块（256平方厘米）的第一部分开发的球载宽视场硬X射线望远镜，ProtoEXIST 1。ProtoEXIST 1是高能X射线成像巡天望远镜（EXIST）中高能望远镜（HET）的原型，EXIST是下一代星载多波长望远镜。我们已经构建了一个大的（几乎无间隙）检测器平面通过模块化方案，通过平铺大量的2厘米× 2厘米CZT晶体。我们创新的封装方法是许多应用的理想选择，例如编码孔径成像，其中需要大型连续探测器平面以获得最佳性能。目前，我们已经能够实现3.2千电子伏（半高宽）的能量分辨率在59.6千电子伏的平均，这是特殊的考虑中等像素大小和探测器的数量在同时操作。我们预计在未来几个月内完成两个模块（512平方厘米），因为更多的CZT变得可用。我们计划在一系列高空气球飞行中测试这些探测器在近空间环境中的性能，第一次飞行定于2009年秋季进行。这些探测器模块是ProtoEXIST 2和3计划的一系列越来越复杂的探测器单元和包装方案中的第一个，它将展示EXIST/HET所需的先进CZT成像探测器（0.6 mm像素，4.5 m2面积）所需的技术。
2009-04-03 astro-ph.IM
A tool to estimate the Fermi Large Area Telescope background for short-duration observations
背景的正确估计是天体物理学中数据分析的一个重要组成部分，如源探测、时间研究、光谱学和定位。对于费米航天器上的大面积望远镜（LAT），如果忽略LAT背景对连续变化的观测条件的强烈依赖性，那么估计短时间（小于1000秒）观测的背景的方法就会失败。我们提出了一个（将）公开可用的背景估计工具创建和使用的LAT协作在几个分析的伽马射线暴。该工具可以准确地估计任何观测条件下的预期LAT背景，包括例如在自动重定向期间发生的费米航天器方向快速变化的观测。
2013-07-16 astro-ph.HE astro-ph.IM
The On-orbit Calibrations for the Fermi Large Area Telescope
费米伽马射线太空望远镜上的大面积望远镜（LAT）于2008年6月23日开始了它的在轨操作。校准，在一般意义上定义，对应于触发信号的同步，锁存数据的延迟的优化，检测器阈值，增益和响应的确定，南大西洋异常（SAA）的周边评价，实时测量，绝对时间，以及内部和航天器的bodimeter对齐。在这里，我们描述了使用已知的天体物理源，银河宇宙射线，并注入到每个探测器的前端电子电荷获得的轨道校准结果。仪器响应功能将在单独的出版物中描述。本文证明了校准的稳定性，并描述了自发布以来观察到的微小变化。这些结果已被用于校准LAT数据集将于2009年8月公开发布。
2009-04-15 astro-ph.HE astro-ph.IM
Cross Calibration of Imaging Air Cherenkov Telescopes with Fermi
一个更新的模型的同步辐射和逆康普顿发射从人口的高能电子的蟹状星云被用来重现测量的光谱能量分布从无线电到高能γ射线。通过比较预测的逆康普顿分量和最近费米测量的星云辐射，就有可能确定星云中的平均磁场，并推导出潜在的电子能量分布。模型计算，然后可以用来交叉校准费米观测与地面的空气簇射测量。由此产生的能量校准因子的推导和可用于结合广泛的能量测量费米与地面测量。
2010-08-26 astro-ph.HE astro-ph.IM
Twelve Years of Education and Public Outreach with the Fermi Gamma-ray Space Telescope
在过去的12年里，美国宇航局的费米伽马射线太空望远镜支持了广泛的教育和公共宣传（E/PO）活动，目标是K-14学生和公众。Fermi E/PO计划的目的是通过与任务的科学目标相关的鼓舞人心，参与和教育活动，提高学生和公众对高能宇宙科学的理解。E/PO计划有更多的一般目标，包括增加科学，技术，工程和数学（STEM）管道学生的多样性，并提高公众对费米科学和技术的认识和理解。费米的多方面E/PO计划包括每个主要成果类别的元素：高等教育;小学和中学教育;非正式教育和公共推广。
2013-02-28 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ed-ph
The Large Area Telescope on the Fermi Gamma-ray Space Telescope Mission
费米伽马射线太空望远镜（英语：Fermi Gamma-ray Space Telescope，缩写为LAT）是费米伽马射线太空望远镜（英语：Fermi Gamma-ray Space Telescope，缩写为Fermi）的主要仪器，是一个成像、宽视场、高能伽马射线望远镜，覆盖能量范围从20 MeV以下到300 GeV以上。本文介绍了LAT，其飞行前的预期性能，并总结了关键的科学目标，将解决。在轨性能将在随后的一篇论文中详细介绍。LAT是一个具有精密跟踪器和热量计的对转换望远镜，每个都由16个模块的4x 4阵列，覆盖跟踪器阵列的分段反符合探测器以及可编程触发器和数据采集系统组成。每个跟踪器模块具有18个x，y跟踪平面的垂直堆叠，每个托盘包括两层（x和y）单面硅条探测器和高Z转换器材料（钨）。每个量能器模块具有96个CsI（Tl）晶体，以8层的速端配置布置，总深度为8.6辐射长度。跟踪器的纵横比（高/宽）为0.4，允许大视场（2.4 sr）。LAT获得的数据旨在：（一）允许快速通知高能伽马射线暴（GRB）和瞬变，并促进对可变源的监测，（二）产生从全天巡天获得的数千个高能源的广泛目录，（三）测量数百个源的20 MeV至50 GeV以上的光谱，（iv）将点源定位到0.3 - 2角分，（v）绘制并获得扩展源（如SNR、分子云和附近星系）的光谱，（vi）测量高达TeV能量的弥散各向同性伽马射…
2009-02-06 astro-ph.HE astro-ph.IM
Gamma rays, electrons and positrons up to 3 TeV with the Fermi Gamma-ray Space Telescope
费米伽马射线太空望远镜（英语：Fermi Gamma-ray Space Telescope），原名伽马射线大面积太空望远镜（Gamma-ray Large Area Space Telescope，GLAST），于2008年6月11日发射升空。它的主要仪器是大面积望远镜（LAT），可探测20 MeV至300 GeV以上的伽马射线。它是一台成对转换望远镜，有16个相同的塔（跟踪器和热量计），覆盖着反符合探测器以拒绝带电粒子。量热计是CsI（Tl）晶体的速观阵列，排列在8个交替的正交层中，具有8.6辐射长度的总厚度。在本文中，我们将介绍LAT的性能，特别注意量热计，它提供了一个很好的能量测量高达3 TeV。我们还将审查其运行4年后的一些科学成果，重点是延伸到极高能量的测量，如河外漫发射光谱、宇宙电子光谱和正电子分数。
2012-10-09 astro-ph.HE astro-ph.IM
The Fermi Large Area Telescope On Orbit: Event Classification, Instrument Response Functions, and Calibration
费米大面积望远镜（Fermi Large Area Telescope，Fermi-LAT，以下简称LAT）是费米伽马射线太空望远镜（Fermi Gamma-ray Space Telescope，Fermi）任务的主要仪器，是一个成像，宽视场，高能γ射线望远镜，覆盖能量范围从20 MeV到300 GeV以上。在飞行任务的头几年，LAT团队对仪器的飞行性能有了相当深入的了解。因此，我们更新了用于减少LAT数据的分析以供公开发布，以及仪器响应函数（IRF），即为数据分析提供的仪器性能描述。在本文中，我们描述了这些更新的动机的影响。此外，我们还讨论了我们最初是如何从蒙特卡罗模拟中推导出IRF的，以及后来如何根据飞行数据和模拟数据之间的差异对这些IRF进行校正的。我们还给出了使用飞行数据进行验证的细节，并量化了IRFs中的剩余不确定性。最后，我们描述的技术LAT团队已经开发出传播这些不确定性的系统误差的估计，如通量和光谱的天体物理源的共同测量。
2012-08-24 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Dark Matter Searches with the Fermi Large Area Telescope
费米伽马射线太空望远镜于2008年6月11日成功发射，是下一代高能伽马射线天文学卫星实验。主要的仪器是费米大面积望远镜（LAT），具有宽视场（> 2 sr），大有效面积（> 8000 cm 2，1 GeV），亚弧分源定位，大能量范围（20 MeV - 300 GeV）和良好的能量分辨率（接近8%，1 GeV），具有发现或限制暗物质信号的极好潜力。费米LAT团队在不同的搜索区域，如银河系中心，银河系卫星和subhalos，银河系晕，河外区域以及谱线的搜索，寻求粒子暗物质的特征互补搜索。在这些诉讼中，我们研究了潜在的LAT探测伽马射线来自弱相互作用大质量粒子湮灭在这些地区，特别关注银河系中心区域。
2009-04-15 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Concordance: In-flight Calibration of X-ray Telescopes without Absolute References
我们描述了一个过程，用于交叉校准的X射线望远镜，观察共同的目标的有效面积。目标不被假定为“标准蜡烛”在经典意义上，在我们假设的源通量有明确的，但{ \it先验}未知的值。使用Chen等人（2019，arXiv：1711.09429）开发的一种技术，该技术涉及一种称为{ \em收缩估计}的统计方法，我们确定了每种仪器的有效面积校正因子，使估计的通量达到最佳一致，与其有效面积的先验知识一致。我们扩展的技术，允许独特的先验系统的不确定性，在有效区域为每个X射线天文仪器，并允许在不同的能量带的有效区域之间的相关性。我们证明了方法与几个数据集从各种X射线望远镜。
2021-08-30 astro-ph.HE astro-ph.IM
Source detection using a 3D sparse representation: application to the Fermi gamma-ray space telescope
多尺度方差稳定变换（MSVST）最近被提出用于泊松数据去噪。这个过程，这是非参数的，是基于阈值小波系数。我们在本文中提出了一个扩展的MSVST到3D数据（实际上是2D-1D数据）时，第三个维度是不是一个空间维度，但波长，能量，或时间。我们表明，MSVST可用于检测和表征高能伽马射线的天体物理源，使用逼真的模拟观测与大面积望远镜（LAT）。LAT于2008年6月发射，用于费米伽马射线太空望远镜任务。相对于传统的似然模型拟合，MSVST算法是非常快的，并且允许跨时间维度的有效检测和光谱特性的即时估计。伽马射线的天体物理源，特别是活跃的星系，通常是相当可变的，我们目前的工作可能会导致一个可靠的方法来快速表征新探测到的源的耀斑特性。
2009-04-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
Comparison of Fermi-LAT and CTA in the region between 10-100 GeV
在过去的十年中，高（HE：100 MeV至100 GeV）和极高（VHE：100 GeV至100 TeV）伽马射线能量的数据质量有了显着的改善。利用费米大天区望远镜（LAT）三年的数据和切伦科夫望远镜阵列的深点观测，最亮的伽马射线源首次存在从100 MeV到$\sim10$ TeV的连续光谱覆盖。费米-LAT可能会持续几年，导致高能量灵敏度的显着改善。在同一时间尺度上，切伦科夫望远镜阵列（CTA）将被建造，提供前所未有的VHE能力。CTA的优化必须考虑到竞争和互补费米，特别是在重叠的能量范围10 $-$ 100 GeV。在这里，我们比较性能的费米-LAT和目前的基线CTA设计的稳定和瞬态，点状和扩展源。
2012-05-03 astro-ph.HE astro-ph.IM
2021 Effective Area calibration of the Nuclear Spectroscopic Telescope ARray (NuSTAR)
我们在这里介绍了核光谱望远镜ARray NuSTAR的最新校准，这是使用在过去9年中在轨道上积累的蟹状星云数据进行的。这种新校准的基础包含超过250 ks的聚焦Crab（通过光学器件成像）和超过500 ks的杂散光Crab（不通过光学器件成像）。我们测量了杂散光蟹状星云数据的历元平均蟹状星云光谱，并定义了一个典型的蟹状星云光谱，伽玛= 2.103 +- 0.001和N = 9.69 +- 0.02 keV-1 cm-2 s-1，在1 keV，我们使用它作为我们的校准标准。在CALDB更新20211020中发布的新校准对以下方面进行了重大更新：1）探测器吸收分量，2）探测器响应函数，以及3）有效面积渐晕函数。校准提高了FPMA和FPMB之间的协议跨探测器与标准偏差为1.7%的重复观测之间的离轴角1-4弧分，和测量的通量增加了5- 15%，其中5%低于1弧分离轴角，10%之间1-2弧分，和15以上4弧分。
2021-10-21 astro-ph.HE astro-ph.IM
Likelihood Methods for the Detection and Characterization of Gamma-ray Pulsars with the Fermi Large Area Telescope
费米伽马射线空间望远镜上的大面积望远镜（LAT）的灵敏度允许检测数千个新的伽马射线源，并详细描述明亮源的光谱和可变性。不出所料，这种增加的能力导致数据分析的复杂性增加。似然方法是连接模型与数据的理想方法，但通过多尺度仪器响应函数折叠模型输入的计算成本是可观的。交互式分析和大型项目（如对整个伽马射线天空的分析）都可能令人望而却步或不可能，从而缩小了LAT可能的科学范围。为了改善这种情况下，我们已经开发了点状，LAT数据的快速极大似然分析软件包。它的设计是交互式的，其对可能性的快速评估有助于探索性和大规模的全天分析。我们详细介绍了它的实现，并验证其性能的模拟数据。我们展示了它的交互式分析能力，并提出了几个全天分析。其中包括寻找新的伽马射线源和选择具有脉冲星特征的LAT源进行有针对性的无线电脉动搜索。我们的结论是开发敏感的周期性测试，将光谱信息从点状。
2011-01-31 astro-ph.GA astro-ph.IM
The next generation Cherenkov Telescope Array observatory: CTA
切伦科夫望远镜阵列（CTA）是一项大型合作努力，旨在设计和运营一个致力于能量范围为30 GeV-100 TeV的VHE伽马射线天体物理学的观测站，这将使目前主要阵列的灵敏度提高约一个数量级（H.E.S.S.，MAGIC和VERITAS）。为了实现这种改进的性能，对于CTA的北部和南部站点，将在靠近阵列中心的位置部署四个23米直径的大型望远镜（LST），望远镜间隔约100米。更多的12米中型望远镜（MST，相隔约150米）（约25台）将覆盖更大的区域。南部站点还将包括多达24个主镜直径为9.5米的Schwarzschild-Couder双镜中型望远镜（SCT）。在几TeV以上，切伦科夫光的强度是这样的，即使在光池之外，也可以用比MST小得多的望远镜探测到流星雨。为了在高能量下实现所需的灵敏度，地面上的巨大区域需要由具有约10度的FOV和约0.2度的角分辨率的小尺寸望远镜（SST）覆盖，这使得双镜配置非常有效。SST子阵将由50-70台望远镜组成，镜面面积约5-10平方米，间距约300米，分布在约10平方公里的区域内。我们将专注于基于双镜配置的中小型望远镜光学设计的创新解决方案。这种布局将使我们能够减少望远镜焦平面上相机的尺寸和重量，由于减少了板尺度，采用SiPM作为光探测器，并在宽FOV上具有最佳成像分辨率。
2014-05-22 astro-ph.HE astro-ph.IM
A model-independent analysis of the Fermi Large Area Telescope gamma-ray data from the Milky Way dwarf galaxies and halo to constrain dark matter scenarios
我们实施了一种新的技术，使用费米卫星上的大面积望远镜收集的数据来执行多个伽马射线点源的集合的集体光谱分析。从光子计数开始重建源的能谱，并且不假设源和背景的任何谱模型。在微弱的源的情况下，其通量的上限进行评估与贝叶斯方法。当研究几个具有相似光谱特征的源时，这种分析技术是非常有用的，例如来自暗物质粒子湮灭的伽马射线源。我们提出的结果，通过应用这种分析的一个样本的矮球状星系和银河系的暗物质晕。矮球状星系的分析产生的产品上的上限的暗物质对湮灭截面和湮灭粒子的相对速度远低于那些预测的典型的热遗迹的情况下，在质量范围从几个GeV到几十个GeV的一些湮灭通道。
2012-03-30 astro-ph.HE astro-ph.IM hep-ex
