说说行星际观测网

伽玛暴行星际观测网（IPN）由加州大学伯克利分校的Kevin Hurley主持，可以追溯到1976年，建立它最直接的目的就是为了给伽玛暴准确定位。在Vela时代，单个卫星的定位精度只有几度，严重影响了对该现象的分析。由于早年单个探测器发展水平所限，利用三角法定位成了最为现实的选择。实际上，IPN的定位精度在当时也的确是首屈一指的。</>IPN的基本工作原理是利用辐射到达探测器的时间差。倘或彼此间距足够远，一次伽玛暴到达各个探测器的时间会有所不同，最长甚至可以达到几分钟。根据两架探测器的差异可以给出爆发所在天区的环带范围，如果探测器数目足够多，彼此取交集，就可以把爆源确定得很精确。这样的定位精度是与探测器最大间距正相关的，当三架以上的探测器两两相隔1天文单位以上时，效果达到最佳。行星际观测网原理示意。（图片提供：IPN3）与一般的大型空间计划不同，IPN的组成比较松散，成员都是配备有伽玛射线探测器的航天器，最初一批包括美国的先驱者—金星号金星探测器和Vela卫星，前苏联的预报卫星、宇宙系列卫星与金星11/12号探测器，还有德国的绕日探测器太阳神2号。联合这些成员，行星际观测网在1978年就已经做到了几角分的精度，完全可以与当代的高能卫星媲美。IPN另外一个优势是全天候、全天域监测。这要避开地球的遮挡，同时还要有一定数量的设备。因此，只有在拥有远离地球的一系列航天器时，才好做到这一点。仅仅看行星际观测网的精度和视场，也许有人会认为伽玛暴的谜团不应该拖到1997年BeppoSAX正式入役之后才得以解决（BeppoSAX的精度也不过是角分级）。但当时的情况确实是，最大最好的地面望远镜转到IPN给出的方向后，并没有看到任何值得关注的现象。所以对于伽玛暴的研究，可以说IPN的贡献并不很大，没有做出过什么极具意义的发现。应该说，行星际观测网的设想是不错的，既能提高精度，还可以充分利用现有设备。但是关键问题在于协调：不同国家、不同时期发射的航天器携带着完全不同的探测器，有着彼此不同的灵敏度与响应。成员航天器也有可能不时发生故障影响整体，若再遇上对监测不利的相对位置，这一切都严重影响了IPN的效率。而更麻烦的还是意识形态差异与人事纠纷带来的一系列问题，如在IPN成立之初期间，Hurley若想获得前苏联卫星的数据，那必须要经过多次中转。由于爆发的瞬变特性，很可能是等到数据到手开始分析时，再安排后续观测早已为时过晚。其实IPN浓厚的时代色彩，于今天来看多少有些问题。现在人们知道，准确定位对于伽玛暴（以及其他瞬变现象）的研究来说确实是重要因素，但并不是一切。这倒可以解释为什么在给出爆发方位的条件下，地面望远镜还是没有在IPN的误差框内看到什么特殊的天体：将多架航天器的数据综合，精度确实是大为提高，但由于星际信号延迟且处理复杂，反应时间却是跟不上。而当年的研究者对伽玛暴的特性认识得并不清楚，出于硬件限制，作此权宜之计，也当是无奈之举。不过要是就此说行星际观测网没有任何值得一提的工作，那也不客观，至少软伽玛射线复现源的发现就是它的一大成果，Hurley根据对诸探测器数据的分析提出了这类天体的定义，并被天文界所广泛接受。只是关于这类再现源特性的确认，那是更晚的罗西X射线时变探测器的功劳。自从1990年尤利西斯探测器发射以来，行星际观测网进入了第二代；1992年火星观察者探测器的发射又标志着三代行星际观测网的成立，期间还有康普顿伽玛射线天文台的加入。现今除了环绕地球轨道的卫星之外，IPN已向内延伸到水星（MESSENGER），向外延伸到木星（尤利西斯）。而尤利西斯的轨道还位于黄道面之上，为IPN提供了宝贵的三维定位。伽玛暴坐标网负责分发星际网的数据，但和当下探测器的反应速度水平相比，其延迟却算是慢得可以：居然有1至3天之久。而且对于位置之外的信息，IPN能够提供的明显不足：缺乏充分的光变曲线与光谱数据。当然，各成员航天器是可以各自给出这类数据的，所以这倒也不算太大的问题。第三代行星际观测网定位示例，各彩色带表示各个航天器的定位区域。（图片提供：IPN3）不过近年被行星际网定位的爆发数目少之又少，2008年1至9月，只有GRB 080916C一个入帐，以往最多也不过一年探测到十余个，而且定位结果也与专门的探测卫星有差异。不知道这是否与诸探测器指向有关，还是什么其他原因。至于该网络用途究竟有多少，本人不好随便评论，只是说一说相关研究论文的发表记录：在伽玛暴研究方兴未艾的今天，IPN相关的文章却并不多，其中又有相当一部分还是介绍某某航天器加盟的进度报告性质。尽管如此，稍有些名气的高能天文项目还是会加入IPN，包括一些看起来与高能天文无甚关系的卫星（如军方的防御气象卫星），而刚刚正式服役的费米望远镜也即将加入IPN的队伍。不论如何，这既是个尝试，也是个机会，虽说与最新的仪器相比该网络谈不上有多大的优势。既然参加者并不会因为加入IPN而损失些什么，那么也就没有必要放弃它了。内容来自 Bo Zhang's Homepage

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