Observatoř Neila Gehrelse Swifta -Neil Gehrels Swift Observatory

Observatoř Neila Gehrelse Swifta
Model vesmírné lodi Swift Observatory.png
Jména Explorer-84
MIDEX-3
Typ mise Gama astronomie
Operátor NASA  / PSU
ID COSPARU 2004-047A
SATCAT č. 28485
webová stránka rychlý .gsfc .nasa .gov
Délka mise Plánované: 2 roky
Uplynulo: 16 let, 10 měsíců, 22 dní
Vlastnosti kosmických lodí
Autobus LEOStar-3
Výrobce Spectrum Astro
Spustit hmotu 1467 kg (3234 lb)
Suchá hmota 613 kg (1351 lb)
Užitečná hmotnost 843 kg (1858 liber)
Rozměry 5,6 × 5,4 m (18,5 × 17,75 ft)
Napájení 2 132 W
Začátek mise
Datum spuštění 20. listopadu 2004, 17:16 UTC ( 2004-11-20UTC17: 16 ) 
Raketa Delta II 7320-10C
Spusťte web Mys Canaveral SLC-17
Dodavatel Boeing
Orbitální parametry
Referenční systém Geocentrický
Režim Nízká Země
Poloviční hlavní osa 6 932,7 km (4 307,8 mil)
Excentricita 0,001149
Nadmořská výška 546,6 km (339,6 mil)
Apogee výška 562,5 km (349,5 mil)
Sklon 20,56 °
Doba 95,74 minuty
RAAN 110,87 °
Argument perigee 4,37 °
Střední anomálie 355,68 °
Střední pohyb 15,04 ot/den
Epocha 12. ledna 2018, 13:00:46 UTC
Revoluce č. 71 974
Hlavní dalekohled
Typ BAT :  Kódovaná maska
XRT :  Wolter typ I
UVOT :  Ritchey-Chrétien
Průměr XRT : 30 cm (12 palců)
UVOT : 30 cm (12 palců)
Ohnisková vzdálenost XRT : 3,5 m (11 stop)
Sběrná oblast BAT : 5 200 cm 2 (810 sq in)
XRT : 110 cm 2 (17 sq in)
Vlnové délky γ-paprsek  / rentgen  / UV  / viditelný
Náplast Swift Gamma-Ray Burst Mission (transparentní) .png
Rychlá oprava mise
←  WMAP
TÉMA  →
 

Neil Gehrels Swift observatoř , dříve nazývaný Swift gama vzplanutí mise , je NASA prostor observatoř navržen pro detekci gama vzplanutí (GRB). Byla vypuštěna 20. listopadu 2004 na palubě rakety Delta II . V čele hlavního vyšetřovatele Neila Gehrelse (do jeho smrti v roce 2017), NASA Goddard Space Flight Center , byla mise vyvinuta ve společném partnerství mezi Goddardem a mezinárodním konsorciem ze Spojených států , Velké Británie a Itálie . Misi provozuje Pennsylvania State University v rámci programu Medium Explorers NASA (MIDEX).

Přehled

Swift je vesmírná observatoř s více vlnovými délkami, která se zabývá studiem záblesků gama . Jeho tři nástroje spolupracují na pozorování GRB a jejich dosvitů v gama , rentgenovém , ultrafialovém a optickém vlnovém pásmu.

Na základě kontinuálních skenů oblasti oblohy jedním z monitorů přístroje Swift pomocí hybných koleček autonomně přebíhá směrem k možným GRB. Název „Swift“ není zkratkou související s misí, ale spíše odkazem na schopnost rychlého zabití nástroje a stejnojmenného hbitého ptáka . To vše Swift ‚s objevy jsou vysílány na zem a jsou na jiné observatoří, které spojují k dispozici tyto údaje Swift v pozorování GRBs.

V době mezi akcemi GRB je Swift k dispozici pro další vědecká zkoumání a vědci z univerzit a dalších organizací mohou předkládat návrhy na pozorování.

Swift Mission Operation Center (MOC), kde se provádí velení družice, se nachází na State College v Pensylvánii a provozuje ji Pennsylvania State University a subdodavatelé z oboru. Swift Hlavní pozemní stanice se nachází na Broglio vesmírném středisku v blízkosti Malindi na pobřeží východní Keni , a je provozován Italian Space Agency . Data a středisko Swift Science Data Center (SDC) a archiv se nacházejí v Goddardově vesmírném letovém středisku mimo Washington DC Britské datové centrum Swift Science se nachází na univerzitě v Leicesteru .

Swift kosmická loď autobus byl postaven Spectrum Astro, který byl později získaných General Dynamics Advanced informačních systémů , který byl podle pořadí získaných Orbital Sciences Corporation (nyní Northrop Grumman Systems Innovation ).

Nástroje

Burst Alert Telescope (BAT)

BAT detekuje události GRB a vypočítá jejich souřadnice na obloze. Pokrývá velkou část oblohy (přes jeden steradiánský plně kódovaný, tři steradiány částečně kódované; pro srovnání, plný úhel plné oblohy je 4π nebo asi 12,6 steradiánů). Lokalizuje polohu každé události s přesností 1 až 4 úhlové minuty do 15 sekund . Tato hrubá poloha je okamžitě přenesena na zem a některé širokoúhlé, rychle zabité pozemní teleskopy mohou s touto informací zachytit GRB. BAT používá masku kódované clony 52 000 náhodně umístěných 5 mm olověných dlaždic, 1 metr nad detekční rovinou 32 768 čtyř mm tvrdých rentgenových detektorů CdZnTe ; je účelově vytvořen pro Swift . Energetický rozsah: 15–150 keV .

Rentgenový dalekohled (XRT)

XRT dokáže pořizovat snímky a provádět spektrální analýzu dosvitů GRB. To poskytuje přesnější umístění GRB s typickým chybovým kruhem o poloměru přibližně 2 obloukové sekundy . XRT se také používá k dlouhodobému monitorování světelných křivek dosvitů GRB několik dní až týdnů po události, v závislosti na jasu odlesku. XRT používá rentgenový dalekohled Wolter typu I s 12 vnořenými zrcadly, zaměřený na jedno zařízení MCD s nábojovou vazbou (CCD) podobné těm, které používají kamery XMM-Newton EPIC MOS. Palubní software umožňuje plně automatizovaná pozorování, přičemž přístroj pro každý objekt zvolí vhodný režim pozorování na základě jeho naměřené četnosti. Dalekohled má energetický rozsah 0,2–10 keV .

Ultrafialový/optický dalekohled (UVOT)

Obraz „ prvního světla “ UVOT

Poté, co se Swift otočil směrem k GRB, se pomocí UVOT detekuje optický dosvit. UVOT poskytuje subarcsekundovou polohu a poskytuje optickou a ultrafialovou fotometrii pomocí lentikulárních filtrů a spektra s nízkým rozlišením (170–650 nm ) pomocí optických a ultrafialových paprsků . UVOT se také používá k dlouhodobému sledování světelných křivek dosvitů GRB. Zařízení UVOT je založeno na nástroji Optical Monitor (OM) mise XMM-Newton s vylepšenou optikou a vylepšenými palubními zpracovatelskými počítači.

9. listopadu 2011 UVOT vyfotografoval asteroid 2005 YU 55, když asteroid těsně proletěl Zemi.

3. června 2013 UVOT odhalil rozsáhlý ultrafialový průzkum blízkých Magellanovských mraků .

V srpnu 2017 zobrazil UVOT emise UV záření z gravitační vlny GW170817 detekované detektory LIGO & Virgo.

Mise cíle

Swift Mise má čtyři klíčové vědecké cíle:

  • Určení původu GRB. Zdá se, že existují nejméně dva typy GRB, z nichž pouze jeden lze vysvětlit hypernovou , která vytváří paprsek gama. K prozkoumání dalších vysvětlení je zapotřebí více údajů.
  • Využít GRB k rozšíření porozumění mladému vesmíru . Zdá se, že GRB probíhají v „kosmologických vzdálenostech“ mnoha milionů nebo miliard světelných let , což znamená, že je lze použít k průzkumu vzdáleného, ​​a tedy mladého kosmu.
  • Provedení celooblohového průzkumu, který bude citlivější než kterýkoli předchozí, a významně přispěje k vědeckým znalostem astronomických rentgenových zdrojů. Může tedy také přinést neočekávané výsledky.
  • Slouží jako obecná platforma gama/rentgenových/optických observatoří pro obecné účely, která provádí rychlé „terče příležitostí“ mnoha přechodných astrofyzikálních jevů, jako jsou supernovy .

Historie misí

Animace oběžné dráhy Swift Observatory kolem Země. Země není zobrazena.

Swift byl vypuštěn 20. listopadu 2004 v 17:16  UTC na palubě lodi Delta II 7320-10C ze stanice Cape Canaveral Air Force a dosáhl téměř dokonalé oběžné dráhy ve výšce 585 × 604 km (364 × 375 mi) se sklonem 20,6 °.

4. prosince došlo při aktivaci nástroje k anomálii, když se zdroj termo-elektrického chladiče (TEC) pro rentgenový teleskop nezapnul podle očekávání. Tým XRT na Leicesteru a Penn State University dokázal 8. prosince určit, že XRT bude použitelný i bez toho, aby byl TEC v provozu. Dodatečné testování 16. prosince nepřineslo žádné další informace o příčině anomálie.

17. prosince v 07:28:30 UTC spustil výstražný dalekohled Swift Burst Alert Telescope (BAT), který se během startu a raných operací nacházel na palubě zjevného gama záblesku. Kosmická loď se autonomně nerozbila k výbuchu, protože normální provoz ještě nezačal, a autonomní otáčení ještě nebylo povoleno. Swift měl svůj první spoušť GRB v období, kdy bylo povoleno autonomní otáčení 17. ledna 2005, přibližně ve 12:55 UTC. Ukázalo to teleskopem XRT na palubní vypočítané souřadnice a v zorném poli pozorovalo jasný zdroj rentgenového záření.

1. února 2005 tým mise zveřejnil první světelný snímek nástroje UVOT a prohlásil Swift za funkční.

V květnu 2010 Swift detekoval více než 500 GRB.

V říjnu 2013 společnost Swift zjistila více než 800 GRB.

27. října 2015 Swift detekoval svůj 1 000. GRB, událost s názvem GRB 151027B a nacházející se v souhvězdí Eridanus .

10. ledna 2018 NASA oznámila, že vesmírná loď Swift byla přejmenována na observatoř Neil Gehrels Swift na počest mise PI Neila Gehrelse , který zemřel na začátku roku 2017.

Pozoruhodné detekce

GRB 080319B , jedna z nejjasnějších astronomických událostí, jaké kdy byly detekovány, pozorované na rentgenovém a viditelném/ultrafialovém světle
GRB 151027B, 1000. GRB detekovaný společností Swift
Celooblohová mapa GRB detekovaná společností Swift v letech 2004 až 2015
Ilustrace hnědého trpaslíka v kombinaci s grafem světelných křivek z OGLE-2015-BLG-1319 : Pozemní data (šedá), Swift (modrá) a Spitzer (červená)
  • 9. května 2005: Swift detekoval GRB 050509B , výbuch gama paprsků, který trval jednu dvacetinu sekundy. Detekce znamenala poprvé, kdy byla identifikována přesná poloha krátkodobého gama záblesku, a první detekce rentgenového dosvitu v jednotlivém krátkém výbuchu.
  • 4. září 2005: Swift detekoval GRB 050904 s hodnotou červeného posunu 6,29 a dobou trvání 200 sekund (většina detekovaných dávek trvá přibližně 10 sekund). Bylo také zjištěno, že je nejvzdálenější, ale dosud detekován, přibližně na 12,6 miliardy světelných let .
  • 18. února 2006: Swift detekoval GRB 060218 , neobvykle dlouhý (asi 2000 sekund) a blízký (asi 440 milionů světelných let) výbuch, který byl i přes svou blízkou vzdálenost neobvykle slabý a může být známkou bezprostřední supernovy .
  • 14. června 2006: Swift detekoval GRB 060614 , výbuch paprsků gama, který ve vzdálené galaxii (asi 1,6 miliardy světelných let) trval 102 sekund. Po této události nebyla pozorována žádná supernova (a GRB 060505 do hlubokých mezí), což některé vedlo ke spekulacím, že představuje novou třídu předků. Jiní navrhli, že tyto události mohly být masivní úmrtí hvězd, ale ty, které produkovaly příliš málo radioaktivního 56 Ni na výbuch supernovy.
  • 9. ledna 2008: Swift pozoroval supernovu v NGC 2770, když byl svědkem výbuchu rentgenového záření pocházejícího ze stejné galaxie. Bylo zjištěno, že zdrojem tohoto výbuchu je začátek další supernovy, později nazvané SN 2008D . Nikdy předtím nebyla supernova v tak rané fázi vývoje pozorována. Po tomto úderu štěstí (poloha, čas, nejvhodnější nástroje) mohli astronomové podrobně studovat tuto supernovu typu Ibc pomocí Hubbleova vesmírného teleskopu , rentgenové observatoře Chandra , Very Large Array v Novém Mexiku, Gemini North teleskopu na Havaji, Gemini South v Chile, Keck i teleskopu na Havaji, na 1,3m dalekohledu PAIRITEL Mt Hopkins se 200 palců a 60 palců s dalekohledy na Palomar Observatory v Kalifornii, a 3,5 m dalekohledu na Apache Point Observatory v Novém Mexiku. Význam této supernovy přirovnala vedoucí objevitelského týmu Alicia Soderberg k významu Rosettského kamene pro egyptologii.
  • 8. a 13. února 2008: Společnost Swift poskytla kritické informace o povaze Hannyho Voorwerpu , zejména o absenci ionizujícího zdroje v rámci Voorwerpu nebo v sousedním IC 2497 .
  • 19. března 2008: Swift detekoval GRB 080319B , výbuch gama paprsků mezi nejjasnějšími nebeskými objekty, jakých jsme kdy byli svědky. Na 7,5 miliardy světelných let , Swift založil nový rekord pro nejvzdálenější objekt (stručně), viditelný pouhým okem. Bylo také řečeno, že je 2,5 miliónkrát vnitřně jasnější než předchozí nejjasnější přijímaná supernova (SN 2005ap) . Swift ten den zaznamenal rekordní čtyři GRB, které se také shodovaly se smrtí významného spisovatele sci-fi Arthura C. Clarka .
  • 13. září 2008: Swift detekoval GRB 080913 , v té době nejvzdálenější pozorovaný GRB (12,8 miliardy světelných let) až do pozorování GRB 090423 o několik měsíců později.
  • 23. dubna 2009: Swift detekoval GRB 090423 , nejvzdálenější kosmickou explozi, jakou kdy v té době viděl, na 13,035 miliardy světelných let. Jinými slovy, vesmír byl jen 630 milionů let starý, když k tomuto výbuchu došlo.
  • 29. dubna 2009: Swift detekoval GRB 090429B , což bylo zjištěno pozdější analýzou publikovanou v roce 2011, že je vzdálená 13,14 miliardy světelných let (přibližně odpovídá 520 milionům let po Velkém třesku), dokonce dále než GRB 090423.
  • 16. března 2010: Swift vyrovnal svůj rekord opětovnou detekcí a lokalizací čtyř výbuchů za jediný den.
  • 13. dubna 2010: Swift detekoval 500. GRB.
  • 28. března 2011: Swift detekoval Swift J1644+57, což následnou analýzou ukázalo, že je to pravděpodobně podpis hvězdy narušené černou dírou nebo zapálením aktivního galaktického jádra. „To se skutečně liší od jakékoli výbušné události, kterou jsme viděli dříve, “řekl Joshua Bloom z Kalifornské univerzity v Berkeley , hlavní autor studie publikované v červnovém čísle časopisu Science .
  • 16. a 17. září 2012: BAT se dvakrát spustila na dříve neznámém tvrdém rentgenovém zdroji s názvem Sw J1745-26 , několik stupňů od galaktického centra . Výbuch, vyvolaný vzácnou rentgenovou novou, oznámil přítomnost dříve neznámé černé díry s hvězdnou hmotou, která prochází dramatickým přechodem z nízkého/tvrdého do vysokého/měkkého stavu.
  • 2013: Objev ultra dlouhé třídy gama záblesků
  • 24. dubna 2013: Swift detekoval rentgenovou erupci z galaktického centra. Ukázalo se, že to nesouvisí se Sgr A*, ale s dříve netušeným magnetarem . Pozdější pozorování NuSTAR a rentgenové observatoře Chandra detekci potvrdily.
  • 27. dubna 2013: Swift detekoval „ šokově jasný“ gama záblesk GRB 130427A . Zjištěná současně podle Fermiho Gamma-ray kosmického dalekohledu , je to jeden z pěti nejbližších záblesků detekován a je jedním z nejjasnější vidět buď kosmického dalekohledu.
  • 3. června 2013: Důkazy pro emise kilonova v krátkém GRB
  • 23. dubna 2014: Swift detekoval nejsilnější, nejžhavější a nejdéle trvající sekvenci hvězdných světlic, jaké kdy byly vidět z blízké hvězdy červeného trpaslíka . Počáteční výbuch z této rekordní série výbuchů byl až 10 000krát silnější než největší zaznamenaná sluneční erupce.
  • 3. května 2014: Detekce ultrafialového pulsu z iPTF objevila mladý typ Ia SN
  • Červen – červenec 2015: Hnědý trpaslík OGLE-2015-BLG-1319 byl objeven pomocí metody detekce gravitační mikročočky ve společném úsilí společností Swift , Spitzer a pozemního experimentu s optickým gravitačním čočkováním , což byly první pozorování dvou vesmírných dalekohledů. stejnou mikročočkovou akci. Tato metoda byla možná kvůli velkému oddělení mezi těmito dvěma kosmickými loděmi: Swift je na nízké oběžné dráze Země, zatímco Spitzer je vzdálený více než jedna AU na heliocentrické oběžné dráze po zemi. Toto oddělení poskytlo výrazně odlišné perspektivy hnědého trpaslíka, což umožnilo omezit některé fyzické vlastnosti objektu.
  • 27. října 2015: Swift detekoval svůj 1000. gama záblesk, GRB 151027B.
  • 18. srpna 2017: Swift objevuje UV záření z kilonova AT 2017gfo , elektromagnetického protějšku GW170817 .
  • 23. září 2017: Společnost Swift jako první identifikovala TXS 0506+056 jako možný zdroj neutrin s extrémně vysokou energií (EHE) IceCube-170922A.
  • 14. ledna 2019: Swift objevuje nejsilnější pozorovaný výbuch gama záření, GRB 190114C , dosahující teraelektronvoltové energie.

Viz také

Reference

Další čtení

externí odkazy