Observatorium sinar kosmik

Observatorium sinar kosmik adalah instalasi ilmiah yang dibangun untuk mendeteksi partikel berenergi tinggi yang berasal dari luar angkasa yang disebut sinar kosmik. Partikel berenergi tinggi yang dimaksud biasanya mencakup foton (cahaya berenergi tinggi), elektron, proton, dan beberapa inti yang lebih berat, serta partikel antimateri. Sekitar 90% sinar kosmik adalah proton, 9% adalah partikel alfa, dan sisanya ~1% adalah partikel lain.

Belum memungkinkan untuk membangun optik pembentuk citra untuk sinar kosmik, seperti halnya teleskop Wolter untuk sinar-X berenergi rendah,   meskipun beberapa observatorium sinar kosmik juga mencari sinar gamma dan sinar-X berenergi tinggi. Sinar kosmik berenergi sangat tinggi (UHECR) menimbulkan masalah pendeteksian lebih lanjut. Salah satu cara mempelajari tentang sinar kosmik adalah dengan menggunakan detektor yang berbeda untuk mengamati aspek-aspek dari pancaran udara sinar kosmik.

Metode deteksi sinar gamma: GSFC Gamma-Ray Telescopes & Detectors

 Detektor sintilasi
 Detektor keadaan padat
 hamburan Compton
 Sepasang teleskop
 Detektor Cherenkov udara

Contoh, foton cahaya tampak mungkin memiliki energi beberapa eV, sinar gamma kosmik dapat melebihi satu TeV (1.000.000.000.000 eV).  Terkadang sinar gamma kosmik (foton) tidak bersama dengan sinar kosmik inti. 

 Sejarah 
ka|jmpl|Radiasi Cherenkov (cahaya) yang bersinar di inti reaktor nuklir. Sebagai perbandingan, kamera telah menangkap cahaya biru dari efek ini di dalam air yang berasal dari radiasi yang dipancarkan oleh reaktor. Observatorium sinar kosmik mencari radiasi Cherenkov, yang berasal dari sinar kosmik, di atmosfer Bumi.
“Pada tahun 1952, sebuah percobaan sederhana dan berani memungkinkan pengamatan pertama cahaya Cherenkov yang dihasilkan oleh sinar kosmik yang melewati atmosfer, melahirkan bidang astronomi baru”.  Karya ini,  melibatkan biaya instrumen minimal (sebuah tong sampah, sebuah cermin parabola bekas perang, dan 5 tabung fotomultiplier berdiameter cm), dan berdasarkan saran dari Patrick Blackett, pada akhirnya mengarah pada investasi internasional bernilai miliaran dolar saat ini dalam astronomi sinar gamma.

Satelit Explorer 1 yang diluncurkan pada tahun 1958 kemudian mengukur sinar kosmik.  Tabung Geiger-Müller omnidirectional Anton 314, yang dirancang oleh George H. Ludwig dari Laboratorium Sinar Kosmik Universitas Negeri Iowa, mendeteksi sinar kosmik. Ia dapat mendeteksi proton dengan energi lebih dari 30 MeV dan elektron dengan energi lebih dari 3 MeV. Sering kali instrumen tersebut jenuh oleh deteksi. 

Terkadang instrumen tersebut melaporkan jumlah sinar kosmik yang diharapkan (sekitar tiga puluh hitungan per detik), tetapi terkadang menunjukkan angka nol hitungan per detik yang aneh. Universitas Iowa (di bawah Van Allen) mencatat bahwa semua laporan nol hitungan per detik berasal dari ketinggian 2.000+ km (1.250+ mil) di atas Amerika Selatan, sementara lintasan pada  akan menunjukkan tingkat sinar kosmik yang diharapkan. Ini disebut Anomali Atlantik Selatan. Kemudian, setelah Explorer 3, disimpulkan bahwa penghitung Geiger asli telah kewalahan ("jenuh") oleh radiasi kuat yang berasal dari sabuk partikel bermuatan yang terperangkap di ruang angkasa oleh medan magnet Bumi. Sabuk partikel bermuatan ini sekarang dikenal sebagai sabuk radiasi Van Allen.

Sinar kosmik dipelajari di stasiun ruang angkasa Mir pada akhir abad ke-20, seperti dengan percobaan SilEye.  Percobaan ini mempelajari hubungan antara kilatan yang dilihat oleh astronot di ruang angkasa dan sinar kosmik, yang disebut dengan fenomena visual sinar kosmik. 

Pada bulan Desember 1993, Akeno Giant Air Shower Array di Jepang (disingkat AGASA) mencatat salah satu peristiwa sinar kosmik berenergi tertinggi yang pernah diamati. 

Pada Oktober 2003, Observatorium Pierre Auger di Argentina menyelesaikan pembangunan detektor permukaan ke-100 dan menjadi susunan larik observatorium sinar kosmik terbesar di dunia.  Observatorium ini mendeteksi sinar kosmik melalui penggunaan dua metode berbeda: mengamati radiasi Cherenkov yang dihasilkan ketika partikel berinteraksi dengan air, dan mengamati cahaya ultraviolet yang dipancarkan di atmosfer Bumi.  Pada tahun 2018, proyek instalasi peningkatan yang disebut AugerPrime telah dimulai dengan menambahkan detektor sintilasi dan radio ke Observatorium.

Pada tahun 2010, versi yang diperluas dari AMANDA yang bernama IceCube diselesaikan. IceCube mengukur cahaya Cherenkov dalam satu kilometer kubik es transparan. Diperkirakan mendeteksi 275 juta sinar kosmik setiap hari. 

Pesawat ulang-alik Endeavor mengangkut Spektrometer Alphamagnetik (AMS) ke Stasiun Luar Angkasa Internasional pada tanggal 16 Mei 2011. Dalam waktu lebih dari satu tahun beroperasi, AMS mengumpulkan data tentang 17 miliar peristiwa sinar kosmik. 

 Observatorium dan eksperimen 
Terdapat sejumlah inisiatif penelitian sinar kosmik. Inisiatif-inisiatif ini meliputi, tetapi tidak terbatas pada:

 Berbasis darat
 Observatorium ALBORZ
 ERGO
 CHICOS
 GAMMA
 KASCADE -(Grande) – KArlsruhe Shower Core and Array DEtector (dan ekstensinya yang disebut 'Grande')
 Observatorium Besar Pancaran Udara Ketinggian Tinggi
 LOPES – Stasiun PrototypE LOFAR adalah perpanjangan radio dari KASCADE.
 TAIGA – Instrumen Canggih Tunka untuk fisika sinar kosmik dan Astronomi Gamma
 HAWC (High Altitude Water Cherenkov)
 Sistem Stereoskopik Energi Tinggi
 HiRes
 MAGIC (teleskop)
 MARIACHI
 Observatorium Pierre Auger
 Proyek GRAND
 SWGO
 Proyek Larik Teleskop
 WALTA (Washington Large Area Time Coincidence Array)
 IceTop
 TACTIC
 VERITAS
 Teleskop Eksperimen Cerenkov Atmosfer Utama (MACE)
 Berbasis satelit
 PAMELA
 Spektrometer Magnetik Alfa
 Spaceship Earth
 ACE (Advanced Composition Explorer)
 Voyager 1 dan Voyager 2
 Cassini-Huygens
 HEAO 1, Observatorium Einstein (HEAO2), HEAO 3
 ISS-CREAM
 Dibawa dengan balon
 BESS (Percobaan Balon Udara dengan Spektrometer Superkonduktor)
 ATIC (Advanced Thin Ionization Calorimeter)
 TRACER (detektor sinar kosmik)
 Eksperimen BOOMERanG
 TIGER    
 Cosmic Ray Energetics and Mass (CREAM)
 AESOP (Anti-Electron Sub-Orbital Payload)
 Spektrometer antipartikel umum (GAPS)

 Sinar kosmik berenergi sangat tinggi 
Observatorium untuk sinar kosmik berenergi sangat tinggi :

 MARIACHI – Perangkat Gabungan untuk Investigasi Radar Sinar Kosmik dengan Ionisasi Tinggi yang berlokasi di Long Island, AS.
 GRAPES-3 (Gamma Ray Astronomy PeV EnergieS 3rd establishment) adalah proyek studi sinar kosmik dengan susunan larik detektor pancaran udara dan detektor muon area luas di Ooty, India selatan.
 AGASA – Susunan Pancaran Udara Raksasa Akeno di Jepang
 HiRes
 Susunan Larik Pancaran Udara Luas Yakutsk 
 Observatorium Pierre Auger
 Ekstreme Universe Space Observatory
 Proyek Larik Teleskop
 Antarctic Impulse Transient Antenna (ANITA) mendeteksi neutrino kosmik berenergi sangat tinggi yang diyakini disebabkan oleh sinar kosmik berenergi sangat tinggi.
 Proyek COSMICi di Florida A&amp;M University sedang mengembangkan teknologi untuk jaringan detektor berbiaya rendah yang terdistribusi untuk pancaran UHECR bekerja sama dengan MARIACHI.

 Lihat pula 

 CREDO
 Sinar kosmik ekstragalaksi
 Teleskop sinar gamma 
 Astronomi sinar gamma dan astronomi sinar-X
 Sistem Sinar Kosmik (instrumen pada Voyager)

 Referensi 

 Bacaan lebih lanjut 


  → A good introduction to ultra-high energy cosmic rays.



 Pranala luar 

 "Strange Instrument Built To Solve Mystery Of Cosmic Rays", April 1932, Popular Science
 The Highest Energy Particle Ever Recorded The details of the event from the official site of the Fly's Eye detector.
 John Walker's lively analysis of the 1991 event, published in 1994
 Origin of energetic space particles pinpointed, by Mark Peplow for news@nature.com, published January 13, 2005.
 List of cosmic ray detectors (archived 30 December 2012)
sinar
Kategori:Eksperimen sinar kosmik
Kategori:Teleskop sinar kosmik
Kategori:Halaman dengan terjemahan tak tertinjau