Analysis of the polarimeter motion on XL-Calibur using the onboard alignment camera
2025 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE credits
Student thesisAlternative title
Analys av polarimeterns rörelse på XL-Calibur genom användandet av riktningskameran ombord (Swedish)
Abstract [en]
This thesis investigates whether the backwards-looking camera (BLC) onboard the balloon-borne hard X-ray mission XL-Calibur can be used to compensate for the dynamical motion of the X-ray mirror focal point, whose dynamical nature is due to gravitational and thermal effects on bending the 12 m long telescope truss. The motion is measured by detecting the position of 15 LEDs arranged in two concentric circles around the polarimeter aperture. A software program has been written to locate these LEDs and independently verify and complement the work already done by the onboard flight software of XL-Calibur. The values obtained by the two programs overlap in the temporal regions where coincident measurements were made. The motion of the X-ray focal point could then be modelled and parametrised using the values obtained from the flight software to produce an almost event-by-event correction for the focal point. The resulting correction, when applied to the XL-Calibur data, changes the polarisation results in a non-statistically significant way. This suggests that the previous correction offset obtained by using the average photon position on a pixilated detector at the rear end of the polarimeter is a good approximation for the true offset. Further work is needed to conclude if no meaningful improvement can be made to the systematic errors by using the BLC and to better relate the mirror aim point to the measured average photon detection point.
Abstract [sv]
Det här arbetet undersöker huruvida den bakåtriktade kameran (BLC) ombord på den ballongburna röntgenteleskopet XL-Calibur kan användas för att kompensera för den dynamiska rörelsen hos röntgenspegelns fokalpunkt, vars dynamiska rörelse beror på gravitationella och termiska effekter som böjer strukturen hos det 12 meter långa teleskopet. Rörelsen mäts genom att detektera positionen för 15 lysdioder som är placerade i två koncentriska cirklar runt polarimeterns öppning. Ett mjukvaruprogram har skrivits för att hitta dessa lysdioder och oberoende verifiera och komplettera det arbete som också har utförts av mjukvaran ombord på XL-Calibur. De framtagna värdena från de två programvarorna överlappar i de tidsområden där de gjort mätningar på samma sampel. Fokalpunktens rörelse kunde därefter modelleras och parametriseras genom värden tagna från mjukvaran ombord på XL-Calibur för att producera en korrektion för fokuspunkten. Den resulterande korrektionen, när den tillämpas på datan från XL-Calibur, förändrar polarisationsresultaten på ett icke-statistiskt signifikant sätt. Detta antyder att den tidigare korrektionen som är framtagen genom att använda den genomsnittliga fotonträffpunkten på en pixelerade detektor bakom polarimetern är en god approximation för det verkliga fokalpunkten. Ytterligare arbete krävs för att dra en slutsats kring om BLC:n kan användas för att reducera de systematiska felen i mätningarna och för att bättre relatera den uppmätta genomsnittliga fotonträffpunkten till position spegeln siktar på.
Place, publisher, year, edition, pages
2025.
Series
TRITA-SCI-GRU ; 2025:095
Keywords [en]
Offset-correction, Compton Polarimetry, X-Ray Astronomy, XL-Calibur
Keywords [sv]
Offset-korrektion, Comptonpolarimetri, Röntgenastronomi, XL-Calibur
National Category
Physical Sciences
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-365921OAI: oai:DiVA.org:kth-365921DiVA, id: diva2:1980407
Subject / course
Physics
Educational program
Master of Science - Engineering Physics
Supervisors
Examiners
2025-07-022025-07-022025-07-02Bibliographically approved