Обсерватория Нила Герелса Свифта

Инструменты
BAT	Телескоп с предупреждением о взрывах
XRT	Рентгеновский телескоп
UVOT	Ультрафиолетовый / оптический телескоп

. Нашивка миссии Swift Программа Medium Explorer ← W MAP THEMIS →

Обсерватория Нила Герелса Свифта, ранее называвшаяся Миссия быстрого гамма-всплеска, представляет собой космическую обсерваторию НАСА , предназначенную для обнаружения гамма-всплески (гамма-всплески). Он был запущен 20 ноября 2004 года с борта ракеты Delta II. Возглавляемая главным исследователем Нилом Герелсом, НАСА Центр космических полетов Годдарда, миссия была разработана в сотрудничестве между Годдардом и международным консорциумом из США, Соединенное Королевство и Италия. Миссия выполняется Государственным университетом Пенсильвании в рамках программы НАСА Medium Explorers (MIDEX).

Содержание

1 Обзор
2 Инструменты
- 2.1 Телескоп с предупреждением о взрывах (BAT)
- 2.2 Рентгеновский телескоп (XRT)
- 2.3 Ультрафиолетовый / оптический телескоп (UVOT)
3 Цели миссии
4 История миссии
5 Известные обнаружения
6 См. Также
7 Ссылки
8 Дополнительная литература
9 Внешние ссылки

Обзор

Swift - это много- длин волн космическая обсерватория, посвященная изучению гамма-всплесков. Три его прибора работают вместе, чтобы наблюдать гамма-всплески и их послесвечение в диапазонах гамма-лучей, рентгеновских лучей, ультрафиолетовых и оптических..

На основе непрерывного сканирования области неба одним из мониторов инструмента, Swift использует колеса импульса для автономного поворота в направлении возможных гамма-всплесков. Название «Swift» не является аббревиатурой, связанной с миссией, а скорее отсылкой к быстрому повороту инструмента и проворной птице с тем же именем. Все открытия Свифта передаются на землю, и эти данные доступны другим обсерваториям, которые присоединяются к Свифту в наблюдении за гамма-всплесками.

В промежутках между событиями GRB Swift доступен для других научных исследований, а ученые из университетов и других организаций могут подавать заявки на наблюдения.

Операционный центр Swift Mission Operation Center (MOC), где осуществляется управление спутником, расположен в Государственном колледже, Пенсильвания и управляется Государственным университетом Пенсильвании и отраслевые субподрядчики. Главная наземная станция Swift расположена в Космическом центре Брольо рядом с Малинди на побережье Восточной Кении и находится в ведении Итальянского космического агентства.. Центр данных Swift Science (SDC) и архив расположены в Центре космических полетов Годдарда за пределами Вашингтона, округ Колумбия Британский научный центр данных Swift расположен в Университете Лестера.

Автобус для космического корабля Swift был построен компанией Spectrum Astro, которая позже была приобретена General Dynamics Advanced Information Systems, которая, в свою очередь, была приобретена Orbital Sciences Corporation (ныне Northrop Grumman Innovation Systems ).

Instruments

Burst Alert Telescope (BAT)

BAT обнаруживает события GRB и вычисляет свои координаты в небе. Он покрывает большую часть неба (более одного стерадиана полностью закодированы, три стерадиана частично закодированы; для сравнения, телесный угол всего неба составляет 4π или около 12,6 стерадиана). Он определяет положение каждого события с точностью от 1 до 4 угловых минут в пределах 15 секунд. Это приблизительное положение немедленно передается на землю, и некоторые наземные телескопы с широким полем обзора и быстрым поворотом могут улавливать гамма-всплеск с помощью этой информации. BAT использует маску с кодированной апертурой из 52000 случайно размещенных 5 мм свинцовых плиток на 1 метр над плоскостью детектора 32768 четырех мм CdZnTe жесткого рентгеновского излучения. детекторные плитки; он специально создан для Swift. Диапазон энергий: 15–150 кэВ.

Рентгеновский телескоп (XRT)

XRT может делать изображения и выполнять спектральный анализ послесвечения гамма-всплеска. Это обеспечивает более точное местоположение GRB с типичным радиусом круга ошибки приблизительно 2 угловых секунд. XRT также используется для долгосрочного мониторинга кривых блеска послесвечения гамма-всплеска в течение нескольких дней или недель после события, в зависимости от яркости послесвечения. XRT использует рентгеновский телескоп Wolter Type I с 12 вложенными зеркалами, сфокусированными на одном MOS устройстве с зарядовой связью (CCD), аналогичном тем, которые используются в XMM. -Newton EPIC MOS камеры. Встроенное программное обеспечение позволяет полностью автоматизировать наблюдения, при этом прибор выбирает соответствующий режим наблюдения для каждого объекта на основе измеренной скорости счета. Телескоп имеет диапазон энергий 0,2–10 кэВ.

Ультрафиолетовый / оптический телескоп (UVOT)

Изображение UVOT «первый свет »

После того, как Свифт повернулся в сторону гамма-всплеска, UVOT используется для обнаружения оптического послесвечения. UVOT обеспечивает положение на уровне менее угловой секунды и обеспечивает оптическую и ультрафиолетовую фотометрию с помощью линзовидных фильтров и спектров низкого разрешения (170–650 нм ) за счет использования оптических и УФ гризм. UVOT также используется для долгосрочного отслеживания световых кривых послесвечения GRB. UVOT основан на оптическом мониторе (OM) миссии XMM-Newton с улучшенной оптикой и модернизированными бортовыми вычислительными машинами.

9 ноября 2011 года UVOT сфотографировала астероид 2005 YU 55, когда астероид пролетел вблизи Земли. 3 июня 2013 г. UVOT представила массивный ультрафиолетовый обзор ближайших Магеллановых облаков.

Цели миссии

Миссия Swift преследует четыре ключевые научные цели:

определить происхождение гамма-всплесков. Кажется, что существует как минимум два типа гамма-всплесков, только один из которых можно объяснить с помощью гиперновой, создающей пучок гамма-лучей. Для изучения других объяснений необходимы дополнительные данные.
Использование гамма-всплесков для расширения понимания молодой вселенной. Похоже, гамма-всплески происходят на «космологических расстояниях» в многие миллионы или миллиарды световых лет, что означает, что их можно использовать для исследования далеких и, следовательно, молодых космосов.
провести обзор всего неба, который будет более чувствительным, чем любой предыдущий, и значительно расширит научные знания об астрономических источниках рентгеновского излучения. Таким образом, это также может дать неожиданные результаты.
Служить в качестве платформы для обсерватории общего назначения с использованием гамма-лучей / рентгеновских лучей / оптических лучей, выполняя быстрые «целевые возможности» наблюдений многих кратковременных астрофизических явлений, таких как сверхновая.

История миссии

Анимация орбиты Обсерватории Свифт вокруг Земли. Земля не показана.

Swift был запущен 20 ноября 2004 г. в 17:16 UTC на борту Delta II 7320-10C со станции ВВС на мысе Канаверал и достиг почти идеальной орбиты высотой 585 × 604 км (364 × 375 миль) с наклоном 20,6 °.

4 декабря во время активации прибора произошла аномалия, когда термо- Электроохладитель (ТЕС) Источник питания рентгеновского телескопа не включился должным образом. Команда XRT из Лестера и Государственного университета Пенсильвании смогла определить 8 декабря, что XRT можно будет использовать даже без работы TEC. Дополнительное тестирование 16 декабря не дало никакой дополнительной информации о причине аномалии.

17 декабря в 07:28:30 UTC Телескоп Swift Burst Alert (BAT) сработал и обнаружил на борту явный гамма-всплеск во время запуска и ранних операций. Космический аппарат не поворачивался в автономном режиме на взрыв, поскольку нормальная работа еще не началась, а автономное вращение еще не было включено. У Swift был свой первый триггер GRB в период, когда автономное вращение было включено 17 января 2005 года, примерно в 12:55 UTC. Он направил телескоп XRT на бортовые вычисленные координаты и наблюдал яркий источник рентгеновского излучения в поле зрения.

1 февраля 2005 года команда миссии выпустила первый источник света фотография прибора UVOT и объявленный Swift в рабочем состоянии.

К маю 2010 г. Swift обнаружил более 500 GRB.

К октябрю 2013 г. Swift обнаружил более 800 GRB.

27 октября 2015 г. Swift обнаружил свой тысячный GRB, событие под названием GRB 151027B, расположенное в созвездии Эридан.

10 января 2018 года НАСА объявило, что космический корабль Swift был переименован в Обсерваторию Нила Герелса Swift в честь миссии PI Нил Герелс, скончавшийся в начале 2017 года.

Известные открытия

GRB 080319B, одно из самых ярких астрономических событий, когда-либо обнаруженных, наблюдаемое в рентгеновском и видимом / УФ-свете

GRB 151027B, 1000-й гамма-всплеск, обнаруженный Swift

Карта всего неба гамма-всплесков, обнаруженных Swift в период с 2004 по 2015 гг.

Иллюстрация коричневого карлика в сочетании с графиком кривых блеска из OGLE-2015-BLG-1319: Наземные данные (серый), Swift (синий) и Spitzer (красный)

9 мая 2005 г.: Swift обнаружил GRB 050509B, всплеск гамма-излучения, который длился одну двадцатую секунды. Обнаружение ознаменовало собой первое определение точного местоположения кратковременного гамма-всплеска и первое обнаружение послесвечения рентгеновского излучения в отдельном коротком всплеске.
4 сентября 2005 г.: обнаружен Swift GRB 050904 со значением красного смещения, равным 6,29, и длительностью 200 секунд (большинство обнаруженных всплесков длятся около 10 секунд). Также было обнаружено, что это самый удаленный из обнаруженных объектов, примерно на расстоянии 12,6 миллиарда световых лет.
18 февраля 2006 г.: Swift обнаружил GRB 060218, необычно длинный (около 2000 секунд) и рядом (около 440 миллионов световых лет) вспышка, которая была необычно тусклой, несмотря на близкое расстояние, и может быть признаком надвигающейся сверхновой.
14 июня 2006 г.: обнаружен Swift GRB 060614, всплеск гамма-излучения, который длился 102 секунды в далекой галактике (около 1,6 миллиарда световых лет). После этого события (и до крайних пределов) не было замечено ни одной сверхновой, что заставляет некоторых предположить, что она представляет собой новый класс прародителей. Другие предположили, что эти события могли быть массовой гибелью звезд, но те, которые производили слишком мало радиоактивного Ni, чтобы вызвать взрыв сверхновой.
9 января 2008 г.: Свифт наблюдал сверхновую в NGC 2770, когда она стала свидетелем рентгеновской вспышки, исходящей от той же галактики. Источником этой вспышки было начало другой сверхновой, позже названной SN 2008D. Никогда раньше сверхновая не наблюдалась на столь ранней стадии ее эволюции. После этой удачи (положение, время, наиболее подходящие инструменты) астрономы смогли детально изучить эту сверхновую типа Ibc с помощью космического телескопа Хаббла, Chandra X -Ray Observatory, Very Large Array в Нью-Мексико, телескоп Gemini North на Гавайях, Gemini South в Чили, Keck Телескоп I на Гавайях, 1,3-метровый телескоп PAIRITEL на горе Хопкинс, 200-дюймовые и 60-дюймовые телескопы в Паломарской обсерватории в Калифорнии и 3,5-метровый телескоп. телескоп в обсерватории Apache Point в Нью-Мексико. Значение этой сверхновой было уподоблено руководителем группы открытий Алисией Содерберг со значением Розеттского камня для египтологии.
8 и 13 февраля 2008 г.: Свифт предоставил критические замечания. информация о природе Voorwerp Ханни, в основном об отсутствии ионизирующего источника в Voorwerp или в соседнем IC 2497.
19 марта 2008 г.: обнаружен Swift GRB 080319B, всплеск гамма-излучения среди самых ярких небесных объектов, когда-либо виденных. На 7,5 миллиардах световых лет Свифт установил новый рекорд самого дальнего объекта (кратковременно), видимого невооруженным глазом. Также было сказано, что она в 2,5 миллиона раз ярче, чем предыдущая самая яркая из известных сверхновых (SN 2005ap). В тот день Свифт наблюдала рекордные четыре GRB, что также совпало со смертью известного писателя-фантаста Артура Кларка.
13 сентября 2008 г.: Свифт обнаружил GRB 080913 в то время. самый далекий наблюдаемый GRB (12,8 миллиарда световых лет) до наблюдения GRB 090423 несколькими месяцами позже.
23 апреля 2009 г.: обнаружен Swift GRB 090423, самый далекий космический взрыв, когда-либо наблюдавшийся в то время, на высоте 13,035 миллиарда световых лет. Другими словами, возраст вселенной составлял всего 630 миллионов лет, когда произошла эта вспышка.
29 апреля 2009 г.: Swift обнаружил GRB 090429B, который, как выяснил более поздний анализ, опубликованный в 2011 г., был На расстоянии 13,14 миллиарда световых лет (примерно 520 миллионов лет после Большого взрыва), даже дальше, чем GRB 090423.
16 марта 2010 г.: Swift снова установил свой рекорд, снова обнаружив и локализовав четыре всплеска за один раз. день.
13 апреля 2010 г.: Swift обнаружил свой 500-й GRB.
28 марта 2011 г.: Swift обнаружил Swift J1644 + 57, который, как показал последующий анализ, мог быть признаком разрушенной звезды черной дырой или воспламенением активного ядра галактики. «Это действительно отличается от любого взрывного события, которое мы видели раньше», - сказал Джошуа Блум из Калифорнийского университета в Беркли, ведущий автор исследования, опубликованного в июньском выпуске Science.
16 и 17 сентября 2012 г.: BAT сработала два раза ранее неизвестный источник жесткого рентгеновского излучения, названный Sw J1745-26, в нескольких градусах от Галактического центра. Вспышка, вызванная редкой рентгеновской новой, объявила о присутствии ранее неизвестной черной дыры звездной массы, претерпевающей драматический переход из низкого / жесткого состояния в высокое / мягкое состояние.
2013: Открытие сверхдлинный класс гамма-всплесков
24 апреля 2013 г.: Swift обнаружила рентгеновскую вспышку в Центре Галактики. Оказалось, что это связано не с Sgr A *, а с ранее неизвестным магнетаром. Более поздние наблюдения с помощью NuSTAR и рентгеновской обсерватории Чандра подтвердили обнаружение.
27 апреля 2013 г.: Swift обнаружил «шокирующе яркий» гамма-всплеск. GRB 130427A. Одновременно наблюдаемый космическим гамма-телескопом Ферми, это один из пяти ближайших обнаруженных гамма-всплесков и один из самых ярких, наблюдаемых обоими космическими телескопами.
3 июня 2013 г.: Доказательства существования выброс килоновой вкратце GRB
23 апреля 2014 г.: Свифт обнаружил самую сильную, самую горячую и самую продолжительную последовательность звездных вспышек, когда-либо наблюдавшуюся от соседней звезды красного карлика. Первоначальный взрыв от этой рекордной серии взрывов был в 10 000 раз мощнее самой большой солнечной вспышки, когда-либо зарегистрированной.
3 мая 2014 г.: Обнаружение УФ-импульса от iPTF обнаружило молодой тип Ia SN
июнь-июль 2015 г.: коричневый карлик OGLE-2015-BLG-1319 был обнаружен с помощью метода обнаружения гравитационного микролинзирования совместными усилиями Swift, Спитцер и наземный Эксперимент по оптическому гравитационному линзированию, впервые два космических телескопа наблюдали одно и то же событие микролинзирования. Этот метод стал возможен из-за большого расстояния между двумя космическими аппаратами: Swift находится на низкой околоземной орбите, а Spitzer удален более чем на один а.е. по гелиоцентрической орбите, замыкающей Землю. Это разделение обеспечило существенно разные перспективы коричневого карлика, позволив наложить ограничения на некоторые физические характеристики объекта.
27 октября 2015 г.: Swift обнаружил свой 1000-й гамма-всплеск, GRB 151027B.
18 августа 2017 г.: Swift обнаруживает УФ-излучение от kilonova AT 2017gfo, электромагнитного аналога GW170817.
23 сентября 2017 г.: Swift - это первым идентифицировал TXS 0506 + 056 как возможный источник нейтрино чрезвычайно высоких энергий (EHE) IceCube-170922A.
14 января 2019 г.: Swift обнаруживает самый мощный наблюдаемый гамма-всплеск, GRB 190114C, достигая тераэлектронвольт энергии.

См. Также

Список гамма-всплесков
Space Variable Objects Monitor (SVMOS), запланированного преемника Swift
Список рентгеновских космических телескопов

Литература

Дополнительная литература

Макки, Мэгги (6 апреля 2005 г.). «Свифт измеряет расстояние до гамма-всплесков». New Scientist.

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с Swift Gamma-Ray Burst Mission.

Веб-сайт Swift от NASA / GSFC
Веб-сайт Swift от Британский центр данных Swift Science
Веб-сайт Swift Государственного университета Пенсильвании
Веб-сайт Swift Государственный университет Сономы
Карта неба в реальном времени с гамма-всплесками