stringtranslate.com

Обсерватория Свифта имени Нила Герелса

Обсерватория Нила Герелса Swift , ранее называвшаяся Swift Gamma-Ray Burst Explorer , — это космическая обсерватория NASA с тремя телескопами для изучения гамма-всплесков (GRB) и мониторинга послесвечения в рентгеновском и ультрафиолетовом/видимом диапазонах в месте всплеска. [5] Она была запущена 20 ноября 2004 года на борту ракеты-носителя Delta II . [4] Возглавляемая главным исследователем Нилом Герелсом до его смерти в феврале 2017 года, миссия была разработана в рамках совместного партнерства между Центром космических полетов Годдарда (GSFC) и международным консорциумом из США, Великобритании и Италии. Миссия управляется Университетом штата Пенсильвания в рамках программы NASA Medium Explorer (MIDEX).

Скорость обнаружения всплесков составляет 100 в год, с чувствительностью примерно в 3 раза слабее, чем у детектора BATSE на борту обсерватории гамма-излучения Комптона . Миссия Swift была запущена с номинальным сроком службы на орбите два года. Swift — это миссия NASA MIDEX (среднего класса Explorer). Она была запущена третьей после IMAGE и WMAP . [5]

Первоначально Swift был разработан для изучения гамма-всплесков, но теперь он функционирует как универсальная многоволновая обсерватория, в частности, для быстрого отслеживания и описания астрофизических транзиентов всех типов. По состоянию на 2020 год Swift получал 5,5 предложений по наблюдению Target of Opportunity в день и в среднем наблюдает ~70 целей в день. [6]

Обзор

Swift — это многоволновая космическая обсерватория, посвященная изучению гамма-всплесков . Три ее инструмента работают вместе, чтобы наблюдать гамма-всплески и их послесвечения в гамма- , рентгеновском , ультрафиолетовом и оптическом диапазонах волн.

Основываясь на непрерывном сканировании области неба одним из мониторов инструмента, Swift использует импульсные колеса для автономного поворота в направлении возможных гамма-всплесков. Название «Swift» не является аббревиатурой, связанной с миссией, а скорее ссылкой на возможность быстрого поворота инструмента и на проворного стрижа (птицу с таким же названием). [7] Все открытия Swift передаются на землю, и эти данные доступны другим обсерваториям, которые присоединяются к Swift в наблюдении гамма-всплесков.

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

Swift Mission Operation Center (MOC), где осуществляется управление спутником, расположен в State College, штат Пенсильвания , и управляется Pennsylvania State University и отраслевыми субподрядчиками. Основная наземная станция Swift расположена в Broglio Space Center около Малинди на побережье восточной Кении и управляется Итальянским космическим агентством (ASI). Swift Science Data Center (SDC) и архив расположены в Goddard Space Flight Center около Вашингтона, округ Колумбия. Swift Science Data Centre в Соединенном Королевстве находится в Университете Лестера .

Спутниковая платформа Swift была создана компанией Spectrum Astro , которая позже была приобретена компанией General Dynamics Advanced Information Systems , [8] которую, в свою очередь, приобрела корпорация Orbital Sciences Corporation (ныне Northrop Grumman Innovation Systems ).

Инструменты

Телескоп оповещения о всплеске (BAT)

Схема телескопа Burst Alert

BAT обнаруживает события GRB и вычисляет их координаты на небе. Он охватывает большую часть неба (более одного стерадиана полностью кодированного, трех стерадиан частично кодированного; для сравнения, полный телесный угол неба составляет 4π или около 12,6 стерадиана). Он определяет положение каждого события с точностью от 1 до 4 угловых минут в течение 15 секунд . Это грубое положение немедленно передается на землю, и некоторые широкоугольные, быстроповоротные наземные телескопы могут поймать GRB с помощью этой информации. BAT использует маску с кодированной апертурой из 52 000 случайно размещенных 5-миллиметровых (0,20 дюйма) свинцовых плиток, на 1 м (3 фута 3 дюйма) над плоскостью детектора из 32 768 4-миллиметровых (0,16 дюйма) плиток жесткого рентгеновского детектора из теллурида кадмия-цинка (CdZnTe); он специально создан для Swift. Диапазон энергий: 15–150 кэВ . [9]

Рентгеновский телескоп (РТ)

Swift перед запуском

XRT [10] может делать снимки и выполнять спектральный анализ послесвечения гамма-всплеска. Это обеспечивает более точное определение местоположения гамма-всплеска с типичным радиусом ошибки около 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 приборе с зарядовой связью (ПЗС), аналогичном тем, которые используются в камерах XMM-Newton EPIC MOS. Бортовое программное обеспечение позволяет проводить полностью автоматизированные наблюдения, при этом прибор выбирает подходящий режим наблюдения для каждого объекта на основе измеренной скорости счета. Телескоп имеет энергетический диапазон 0,2–10 кэВ. [11]

Ультрафиолетовый/Оптический Телескоп (UVOT)

Изображение " первого света " UVOT

После того, как Swift повернулся к GRB, UVOT используется для обнаружения оптического послесвечения. UVOT обеспечивает суб-угловую позицию и обеспечивает оптическую и ультрафиолетовую фотометрию через линзовидные фильтры и спектры низкого разрешения (170–650 нм) с помощью своих оптических и УФ- гризм . UVOT также используется для обеспечения долгосрочных последующих световых кривых послесвечения GRB. UVOT основан на инструменте XMM-Newton Optical Monitor (OM) с улучшенной оптикой и обновленными бортовыми компьютерами обработки. [12]

9 ноября 2011 года UVOT сфотографировал астероид 2005 YU55 , когда он пролетал близко от Земли . [13]

3 июня 2013 года UVOT представила результаты масштабного ультрафиолетового исследования близлежащих Магеллановых Облаков . [14]

В августе 2017 года UVOT сфотографировал УФ-излучение от гравитационно-волнового события GW170817 , обнаруженного детекторами LIGO и Virgo. [15] [16]

Эксперименты

Модель спутника

Телескоп оповещения о всплеске (BAT)

BAT (Burst Alert Telescope) — гамма-телескоп, построенный Центром космических полетов имени Годдарда NASA, использует кодированную апертуру для определения местоположения источника. Программное обеспечение для определения местоположения источника предоставлено Лос-Аламосской национальной лабораторией (LANL). Детектор CdZnTe площадью 5200 см 2 (810 кв. дюймов), состоящий из 32 500 единиц размером 4 × 4 × 2 мм (0,157 × 0,157 × 0,079 дюйма), может определять местоположение источников с точностью до 1,4 угловых минут. Диапазон энергий составляет 15–150 кэВ. [17]

Ультрафиолетовый/Оптический Телескоп (UVOT)

UVOT (ультрафиолетовый/оптический телескоп) отслеживает послесвечение в ультрафиолетовом и видимом свете и определяет местоположение источника с точностью до одной угловой секунды. Его апертура составляет 30 см (12 дюймов), а диафрагменное число равно 12,7, и он оснащен 2048 x 2048 пикселями ПЗС, подсчитывающими фотоны . Точность определения местоположения источника лучше одной угловой секунды. [18]

Рентгеновский телескоп (РТ)

XRT (рентгеновский телескоп) нацеливается на источник более точно и отслеживает послесвечение в рентгеновских лучах. Он был построен совместно Университетом штата Пенсильвания (PSU), Астрономической обсерваторией Брера , Италия, и Университетом Лестера , Великобритания. Он имеет детектор площадью 135 см2 ( 20,9 кв. дюймов), состоящий из 600 x 600 пикселей, и охватывает энергетический диапазон 0,2-10 кэВ. Он может локализовать источник послесвечения с точностью до четырех угловых секунд. [19]

Цели миссии

Миссия Swift преследует четыре основные научные цели:

История миссии

Анимация орбиты обсерватории Свифт вокруг Земли, Земля не показана.

Swift был запущен 20 ноября 2004 года в 17:16:01 UTC на борту Delta II 7320-10C с базы ВВС США на мысе Канаверал и достиг почти идеальной орбиты высотой 585 × 604 км (364 × 375 миль) с наклонением 20,60°. [4]

4 декабря 2004 года во время активации инструмента произошла аномалия, когда блок питания термоэлектрического охладителя (TEC) рентгеновского телескопа не включился, как ожидалось. Группа XRT в Университете Лестера и Университете штата Пенсильвания смогла определить 8 декабря 2004 года, что XRT можно использовать даже без работающего TEC. Дополнительные испытания 16 декабря 2004 года не дали никакой дополнительной информации о причине аномалии.

17 декабря 2004 года в 07:28:30 UTC телескоп Swift Burst Alert Telescope (BAT) запустил и обнаружил на борту очевидный гамма-всплеск во время запуска и ранних операций. [20] Космический аппарат не развернулся автономно к всплеску, поскольку нормальная работа еще не началась, а автономное вращение еще не было включено. Swift впервые запустил GRB в период, когда автономное вращение было включено 17 января 2005 года, около 12:55 UTC. Он направил телескоп XRT на бортовые вычисленные координаты и наблюдал яркий источник рентгеновского излучения в поле зрения. [21]

1 февраля 2005 года команда миссии опубликовала первую световую фотографию прибора UVOT и объявила Swift работоспособным.

К маю 2010 года Swift обнаружил более 500 гамма-всплесков. [22]

К октябрю 2013 года Swift обнаружил более 800 гамма-всплесков. [23]

27 октября 2015 года Swift обнаружил свой 1000-й гамма-всплеск, событие, названное GRB 151027B и расположенное в созвездии Эридана . [24]

10 января 2018 года НАСА объявило, что космический аппарат Swift был переименован в Обсерваторию имени Нила Герелса Свифт в честь руководителя миссии Нила Герелса , который умер в начале 2017 года. [25] [26]

Swift вошел в безопасный режим 15 марта 2024 года и не проводил научные исследования. Программный патч для режима двух гироскопов был разработан, передан и протестирован в апреле 2024 года, и Swift вернулся к номинальным операциям в этот момент. [27]

Известные обнаружения

GRB 080319B — одно из самых ярких астрономических событий, когда-либо зарегистрированных, наблюдаемое в рентгеновском и видимом/УФ-диапазоне.
GRB 151027B, 1000-й гамма-всплеск, обнаруженный Swift.
Карта всего неба с гамма-всплесками, обнаруженными Swift в период с 2004 по 2015 год.
Иллюстрация коричневого карлика в сочетании с графиком кривых блеска из OGLE-2015-BLG-1319: наземные данные (серый), Swift (синий) и Spitzer (красный)

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ "Миссия NASA Swift продлена еще на 4 года". Omitron. Архивировано из оригинала 8 апреля 2008 года . Получено 7 апреля 2008 года .
  2. ^ "Swift Facts and FAQ". Sonoma State University. 28 марта 2008 г. Архивировано из оригинала 24 июня 2018 г. Получено 7 июля 2015 г.
  3. ^ "Swift Explorer" (PDF) . NASA. 1 ноября 2004 г. Получено 18 декабря 2016 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  4. ^ abc "Траектория: Swift (Explorer 84) 2004-047A". NASA . Получено 14 января 2018 г. . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  5. ^ ab "Дисплей: SWIFT (Explorer 84) 2004-047A". NASA. 28 октября 2021 г. Получено 4 декабря 2021 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  6. ^ "Swift Mission Operations Center". PSU. 27 декабря 2021 г. Получено 27 декабря 2021 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  7. ^ «Часто задаваемые вопросы о программе Swift Guest Investigator». NASA. 26 сентября 2007 г. Получено 2 мая 2009 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  8. Тейлор, Эд (6 октября 2011 г.). «Запуск спутника, созданного компанией General Dynamics C4 Systems, отложен». East Valley Tribune . Получено 27 апреля 2023 г.
  9. ^ "Swift's Burst Alert Telescope (BAT)". NASA. 28 февраля 2006 г. Получено 2 мая 2009 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  10. ^ Берроуз, Дэвид Н.; и др. (октябрь 2005 г.). «Рентгеновский телескоп Swift». Space Science Reviews . 120 (3–4): 165–195. arXiv : astro-ph/0508071 . Bibcode : 2005SSRv..120..165B. doi : 10.1007/s11214-005-5097-2. S2CID  54003617.
  11. ^ "Рентгеновский телескоп Swift (XRT)". NASA. 15 августа 2008 г. Получено 2 мая 2009 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  12. ^ "Ультрафиолетовый/оптический телескоп Swift (UVOT)". NASA. 14 декабря 2006 г. Получено 2 мая 2009 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  13. ^ "Swift Captures Flyby of Asteroid 2005 YU55". NASA. 11 ноября 2011. Архивировано из оригинала 5 марта 2016 года . Получено 22 ноября 2011 года . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  14. ^ «Swift НАСА создает лучшие ультрафиолетовые карты ближайших галактик». НАСА. 3 июня 2013 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  15. ^ Миссии НАСА поймали первый свет от гравитационно-волнового события 2017 г. Общественное достояниеВ эту статью включен текст из этого источника, который находится в общественном достоянии .
  16. ^ ab Evans, PA (16 октября 2017 г.). «Наблюдения Swift и NuSTAR за GW170817: обнаружение голубой килоновой». Science . 358 (6370): 1565–1570. arXiv : 1710.05437 . Bibcode :2017Sci...358.1565E. doi :10.1126/science.aap9580. PMID  29038371. S2CID  4028270.
  17. ^ "Эксперимент: телескоп Burst Alert (BAT)". NASA. 28 октября 2021 г. Получено 4 декабря 2021 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  18. ^ «Эксперимент: Ультрафиолетовый/Оптический Телескоп (UVOT)». NASA. 28 октября 2021 г. Получено 4 декабря 2021 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  19. ^ «Эксперимент: рентгеновский телескоп (XRT)». NASA. 28 октября 2021 г. Получено 4 декабря 2021 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  20. ^ "GRB041217: Первый гамма-всплеск, обнаруженный на борту Swift". NASA. 17 декабря 2004 г. Получено 2 мая 2009 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  21. ^ "GRB050117: Swift XRT Position". NASA. 17 января 2005 г. Получено 7 июля 2015 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  22. ^ "NASA's Swift Catches 500th Gamma-ray Burst". NASA. 19 апреля 2010 г. Получено 10 октября 2016 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  23. ^ "Swift GRB Table Stats". NASA. Архивировано из оригинала 10 ноября 2013 года . Получено 10 ноября 2013 года . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  24. ^ ab "NASA's Swift зафиксировал тысячный гамма-всплеск". NASA. 6 ноября 2015 г. Получено 10 октября 2016 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  25. ^ Foust, Jeff (11 января 2018 г.). "NASA переименовывает миссию Swift в честь астронома Нила Герелса". SpaceNews . Получено 13 января 2018 г.
  26. ^ Кофилд, Калла (10 января 2018 г.). «NASA переименовывает обсерваторию Swift в честь покойного главного исследователя». Space.com . Получено 10 июля 2018 г.
  27. ^ "Обсерватория Свифта имени Нила Герелса". swift.gsfc.nasa.gov . Получено 22 марта 2024 г. .
  28. Уайтхаус, Дэвид (11 мая 2005 г.). «Взрыв намекает на рождение черной дыры». BBC News . Получено 12 июля 2011 г.
  29. ^ Блум, Джошуа (31 мая 2005 г.). «Астрономы наступают на след экзотических вспышек природы» (пресс-релиз). Калифорнийский университет в Беркли . Получено 7 июля 2015 г.
  30. ^ "Спутник NASA Swift ловит звезду, издающую звук "Бабах!"" (пресс-релиз). NASA. 21 мая 2008 г. Получено 2 мая 2009 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  31. ^ "Спутник НАСА обнаружил взрыв невооруженным глазом на полпути через Вселенную". НАСА. 20 марта 2008 г. Получено 2 мая 2009 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  32. ^ Аткинсон, Нэнси (28 октября 2009 г.). «Еще наблюдения GRB 090423, самого далекого известного объекта во Вселенной». Universe Today . Получено 23 февраля 2010 г.
  33. Гарнер, Роберт (19 сентября 2008 г.). «NASA's Swift Catches Farthest Ever Gamma-Ray Burst». NASA . Получено 3 ноября 2008 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  34. Редди, Фрэнсис (28 апреля 2009 г.). «Новый гамма-всплеск побил рекорд космического расстояния». NASA . Получено 2 мая 2009 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  35. Амос, Джонатан (25 мая 2011 г.). «Космический рекорд расстояния «побит»». BBC News . Получено 25 мая 2011 г.
  36. Редди, Фрэнсис (19 апреля 2010 г.). «NASA's Swift Catches 500th Gamma-ray Burst». NASA . Получено 17 июня 2011 г. . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  37. Чанг, Алисия (16 июня 2011 г.). «Черная дыра пожирает звезду: определен источник таинственной вспышки в далекой галактике». The Huffington Post . Получено 17 июня 2011 г.
  38. ^ "Черная дыра съедает звезду, вызывает вспышку гамма-излучения". Cosmos (австралийский журнал). Agence France-Presse. 17 июня 2011 г. Архивировано из оригинала 18 июня 2011 г. Получено 17 июня 2011 г.
  39. ^ Редди, Фрэнсис (5 октября 2012 г.). «Спутник NASA Swift обнаружил новую черную дыру в нашей Галактике». NASA . Получено 10 ноября 2013 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  40. ^ Сбаруфатти, Борис (17 сентября 2012 г.). "Swift J174510.8-262411 (будет известен как Sw J1745-26): 0,5 Краб и восходящая". The Astronomer's Telegram . Получено 10 ноября 2013 г.
  41. ^ Belloni, Tomaso (3 октября 2012 г.). "Swift J174510.8-262411 в жестком промежуточном состоянии". The Astronomer's Telegram . Получено 10 ноября 2013 г.
  42. Янг, Моника (10 мая 2013 г.). «Космическая ловкость рук». Sky & Telescope. Архивировано из оригинала 30 июня 2013 г. Получено 10 ноября 2013 г.
  43. Редди, Фрэнсис (3 мая 2013 г.). «NASA's Fermi, Swift видят 'Shockingly Bright' Burst». NASA . Получено 10 ноября 2013 г. . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  44. ^ "Миссия NASA Swift наблюдает мегавспышки от мини-звезды". NASA. 30 сентября 2014 г. Получено 19 марта 2015 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  45. ^ "Космические телескопы NASA обнаружили неуловимый коричневый карлик". NASA. 10 ноября 2016 г. Получено 18 декабря 2016 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  46. ^ Keivani, A.; et al. (26 сентября 2017 г.). "IceCube-170922A: наблюдения Swift-XRT". GCN Circulars . Получено 19 апреля 2018 г. . Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .
  47. ^ «Миссии NASA Fermi и Swift открывают новую эру в науке о гамма-лучах». NASA. 20 ноября 2019 г. Получено 26 ноября 2019 г. Общественное достояниеВ данной статье использован текст из этого источника, находящегося в общественном достоянии .

Дальнейшее чтение

Внешние ссылки