stringtranslate.com

Обсерватория Нила Герельса Свифта

Обсерватория Свифта Нила Герельса , ранее называвшаяся Swift Gamma-Ray Burst Explorer , представляет собой космическую обсерваторию НАСА с тремя телескопами для изучения гамма-всплесков (GRB) и мониторинга послесвечения в рентгеновских лучах, а также УФ/видимом свете в месте расположения взрыв. [5] Он был запущен 20 ноября 2004 года на борту ракеты-носителя Delta II . [4] Миссия, возглавляемая главным исследователем Нилом Герелсом до его смерти в феврале 2017 года, была разработана в рамках совместного партнерства Центра космических полетов Годдарда (GSFC) и международного консорциума из США, Великобритании и Италии. Миссия управляется Университетом штата Пенсильвания в рамках программы НАСА Medium Explorer (MIDEX).

Скорость обнаружения всплесков составляет 100 в год, а чувствительность примерно в 3 раза ниже, чем у детектора BATSE на борту Комптонской гамма-обсерватории . Миссия Swift была запущена с номинальным сроком пребывания на орбите два года. Swift — это миссия НАСА MIDEX (Исследователь среднего класса). Это был третий запуск после IMAGE и WMAP . [5]

Первоначально предназначенная для изучения гамма-всплесков, Swift теперь функционирует как многоволновая обсерватория общего назначения, в частности, для быстрого наблюдения и описания астрофизических транзиентов всех типов. По состоянию на 2020 год Swift получал 5,5 предложений по наблюдению за целями возможностей в день и в среднем наблюдает около 70 целей в день. [6]

В марте 2024 года Swift был переведен в безопасный режим из-за шума гироскопа. [7]

Обзор

Swift — многоволновая космическая обсерватория , занимающаяся изучением гамма-всплесков . Три его инструмента работают вместе, наблюдая гамма-всплески и их послесвечения в гамма- , рентгеновском , ультрафиолетовом и оптическом диапазонах волн.

Основываясь на непрерывном сканировании области неба с помощью одного из мониторов инструмента, Swift использует импульсные колеса для автономного поворота в направлении возможных гамма-всплесков. Название «Стриж» не является аббревиатурой, связанной с миссией, а скорее отсылкой к способности инструмента к быстрому развороту и проворному стрижу ( птице с таким же названием). [8] Все открытия Свифта передаются на Землю, и эти данные доступны другим обсерваториям, которые присоединяются к Свифту в наблюдении гамма-всплесков.

В период между событиями GRB Swift доступен для других научных исследований, а ученые из университетов и других организаций могут подавать предложения для наблюдений.

Операционный центр Swift Mission (MOC), где осуществляется управление спутником, расположен в Государственном колледже, штат Пенсильвания , и управляется Университетом штата Пенсильвания и отраслевыми субподрядчиками. Основная наземная станция Swift расположена в Космическом центре Броглио недалеко от Малинди на побережье восточной Кении и управляется Итальянским космическим агентством (ASI). Центр научных данных Swift (SDC) и архив расположены в Центре космических полетов Годдарда недалеко от Вашингтона, округ Колумбия. Центр научных данных Swift в Соединенном Королевстве расположен в Университете Лестера .

Спутниковый автобус Swift был построен компанией Spectrum Astro , которая позже была приобретена компанией General Dynamics Advanced Information Systems , [9] которая, в свою очередь, была приобретена Orbital Sciences Corporation (ныне Northrop Grumman Innovation Systems ).

Инструменты

Телескоп оповещения о всплесках (BAT)

Схема телескопа с оповещением о всплесках

BAT обнаруживает события GRB и вычисляет свои координаты в небе. Он покрывает большую часть неба (более одного полностью закодированного стерадиана , частично закодированных трех стерадианов; для сравнения, телесный угол всего неба составляет 4π или около 12,6 стерадианов). Он определяет положение каждого события с точностью от 1 до 4 угловых минут в течение 15 секунд . Эта приблизительная позиция немедленно передается на землю, и некоторые широкоугольные наземные телескопы с быстрым поворотом могут уловить гамма-всплеск с этой информацией. В BAT используется маска с кодированной апертурой, состоящая из 52 000 случайно расположенных свинцовых плиток толщиной 5 мм (0,20 дюйма) на высоте 1 м (3 фута 3 дюйма) над плоскостью детектора из 32 768 твердых X- теллурида кадмия-цинка (0,16 дюйма) толщиной 4 мм (0,16 дюйма). плитки детектора лучей; он специально создан для Swift. Энергетический диапазон: 15–150 кэВ . [10]

Рентгеновский телескоп (XRT)

Свифт перед запуском

XRT [11] может получать изображения и выполнять спектральный анализ послесвечения гамма-всплесков. Это обеспечивает более точное местоположение гамма-всплеска с типичным радиусом ошибки около 2 угловых секунд . XRT также используется для долгосрочного мониторинга кривых блеска послесвечения GRB в течение нескольких дней или недель после события, в зависимости от яркости послесвечения. В XRT используется рентгеновский телескоп Wolter Type I с 12 вложенными друг в друга зеркалами, сфокусированными на одном МОП- устройстве с зарядовой связью (ПЗС), аналогичном тем, которые используются в МОП-камерах XMM-Newton EPIC. Встроенное программное обеспечение позволяет проводить полностью автоматизированные наблюдения, при этом прибор выбирает подходящий режим наблюдения для каждого объекта на основе измеренной скорости его счета. Телескоп имеет энергетический диапазон 0,2–10 кэВ. [12]

Ультрафиолетовый/оптический телескоп (УВОТ)

Изображение « первого света » UVOT

После того, как Swift повернулся к гамма-всплеску, UVOT используется для обнаружения оптического послесвечения. UVOT обеспечивает субугловую позицию и обеспечивает оптическую и ультрафиолетовую фотометрию через двояковыпуклые фильтры и спектры низкого разрешения (170–650 нм) за счет использования оптических и УФ- гризм . UVOT также используется для долгосрочного наблюдения за кривыми блеска послесвечения GRB. UVOT основан на приборе Optical Monitor (OM) XMM-Newton с улучшенной оптикой и модернизированными бортовыми вычислительными компьютерами. [13]

9 ноября 2011 года UVOT сфотографировал астероид 2005 YU55, когда он пролетал мимо Земли . [14]

3 июня 2013 года UVOT представил масштабное ультрафиолетовое исследование близлежащих Магеллановых Облаков . [15]

В августе 2017 года UVOT запечатлел УФ-излучение гравитационно-волнового события GW170817 , обнаруженное детекторами LIGO и Virgo. [16] [17]

Эксперименты

Модель спутника

Телескоп оповещения о всплесках (BAT)

BAT (Burst Alert Telesope) — телескоп гамма-излучения, построенный Центром космических полетов имени Годдарда НАСА, использует кодированную апертуру для определения местоположения источника. Программное обеспечение для определения источника предоставлено Национальной лабораторией Лос-Аламоса (LANL). Детектор CdZnTe площадью 5200 см 2 (810 кв. дюймов), состоящий из 32 500 блоков размером 4 × 4 × 2 мм (0,157 × 0,157 × 0,079 дюйма), может точно определить местоположение источников с точностью до 1,4 угловых минут. Энергетический диапазон 15-150 кэВ. [18]

Ультрафиолетовый/оптический телескоп (УВОТ)

UVOT (Ультрафиолетовый/оптический телескоп) отслеживает послесвечение в ультрафиолетовом и видимом свете и определяет местонахождение источника с точностью до одной угловой секунды. Его апертура составляет 30 см (12 дюймов), число f равно 12,7, и он поддерживается ПЗС- пикселями с разрешением 2048 x 2048 фотонов . Точность определения местоположения источника лучше одной угловой секунды. [19]

Рентгеновский телескоп (XRT)

XRT (рентгеновский телескоп) более точно нацеливается на источник и отслеживает послесвечение рентгеновских лучей. Он был построен совместно Университетом штата Пенсильвания (PSU), Астрономической обсерваторией Брера , Италия, и Университетом Лестера , Великобритания. Он имеет детектор площадью 135 см 2 (20,9 кв. дюйма), состоящий из 600 х 600 пикселей и охватывающий диапазон энергий 0,2-10 кэВ. Он может обнаружить источник послесвечения с точностью до четырех угловых секунд. [20]

Цели миссии

Миссия Swift преследует четыре ключевые научные цели:

История миссии

Анимация вращения обсерватории Свифта вокруг Земли. Земля не показана.

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

4 декабря 2004 г. во время активации прибора произошла аномалия, когда источник питания термоэлектрического охладителя (TEC) рентгеновского телескопа не включился должным образом. 8 декабря 2004 года группа XRT в Университете Лестера и Университете штата Пенсильвания смогла определить, что XRT можно будет использовать даже без работы TEC. Дополнительное тестирование 16 декабря 2004 г. не дало никакой дополнительной информации о причине аномалии.

17 декабря 2004 года в 07:28:30 UTC телескоп Swift Burst Alert (BAT) вызвал и обнаружил на борту очевидный гамма-всплеск во время запуска и ранних операций. [21] Космический корабль не развернулся автономно до момента взрыва, поскольку нормальная работа еще не началась, а автономное вращение еще не было включено. Первый триггер GRB у Swift произошел 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. [22]

1 февраля 2005 года группа миссии опубликовала первое световое изображение прибора UVOT и объявила Swift работоспособным.

К маю 2010 года Swift обнаружил более 500 гамма-всплесков. [23]

К октябрю 2013 года Swift обнаружил более 800 гамма-всплесков. [24]

27 октября 2015 года Swift обнаружил свой тысячный гамма-всплеск, событие под названием GRB 151027B, расположенное в созвездии Эридана . [25]

10 января 2018 года НАСА объявило, что космический корабль Swift был переименован в Обсерваторию Нила Герельса Свифт в честь миссии Пи Нила Герельса , который умер в начале 2017 года. [26] [27]

Свифт вошел в безопасный режим 15 марта 2024 года и не проводил научных исследований. Программный патч для режима двух гироскопов был разработан, подключен к сети и протестирован в апреле 2024 года, и к этому моменту Swift вернулся к номинальной работе. [28]

Заметные открытия

GRB 080319B , одно из самых ярких астрономических событий, когда-либо обнаруженных, наблюдаемое в рентгеновских и видимых/УФ-светах.
GRB 151027B, тысячный гамма-всплеск, обнаруженный Swift.
Карта всего неба гамма-всплесков, обнаруженных 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

Рекомендации

  1. ^ «Миссия НАСА Swift продлена еще на 4 года» . Омитрон. Архивировано из оригинала 8 апреля 2008 года . Проверено 7 апреля 2008 г.
  2. ^ «Быстрые факты и часто задаваемые вопросы» . Государственный университет Сономы. 28 марта 2008 г. Архивировано из оригинала 24 июня 2018 г. . Проверено 7 июля 2015 г.
  3. ^ «Свифт Эксплорер» (PDF) . НАСА. 1 ноября 2004 года . Проверено 18 декабря 2016 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  4. ^ abc «Траектория: Swift (Explorer 84) 2004-047A». НАСА . Проверено 14 января 2018 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  5. ^ ab «Дисплей: SWIFT (Explorer 84) 2004-047A». НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 4 декабря 2021 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  6. ^ "Операционный центр быстрой миссии" . ПГУ. 27 декабря 2021 г. Проверено 27 декабря 2021 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  7. ^ "Обсерватория Нила Герельса Свифта". Swift.gsfc.nasa.gov . Проверено 22 марта 2024 г.
  8. ^ «Часто задаваемые вопросы по программе Swift Guest Investigator» . НАСА. 26 сентября 2007 года . Проверено 2 мая 2009 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  9. Тейлор, Эд (6 октября 2011 г.). «Запуск спутника, созданного General Dynamics C4 Systems, отложен». Ист-Вэлли Трибьюн . Проверено 27 апреля 2023 г.
  10. ^ "Телескоп оповещения о всплесках Свифта (BAT)" . НАСА. 28 февраля 2006 г. Проверено 2 мая 2009 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  11. ^ Берроуз, Дэвид Н.; и другие. (октябрь 2005 г.). «Рентгеновский телескоп Swift». Обзоры космической науки . 120 (3–4): 165–195. arXiv : astro-ph/0508071 . Бибкод :2005ССРв..120..165Б. дои : 10.1007/s11214-005-5097-2. S2CID  54003617.
  12. ^ "Рентгеновский телескоп Свифта (XRT)" . НАСА. 15 августа 2008 года . Проверено 2 мая 2009 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  13. ^ "Ультрафиолетовый/оптический телескоп Свифта (UVOT)" . НАСА. 14 декабря 2006 года . Проверено 2 мая 2009 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  14. ^ «Свифт фиксирует пролет астероида 2005 YU55» . НАСА. 11 ноября 201 . Проверено 22 ноября 2011 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  15. ^ «Спутник НАСА Swift создает лучшие ультрафиолетовые карты ближайших галактик» . НАСА. 3 июня 2013 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  16. ^ Миссии НАСА поймали первый свет гравитационно-волнового события в 2017 году. Всеобщее достояниеВ эту статью включен текст из этого источника, который находится в открытом доступе .
  17. ^ аб Эванс, Пенсильвания (16 октября 2017 г.). «Наблюдения Swift и NuSTAR за GW170817: обнаружение голубой килоновой». Наука . 358 (6370): 1565–1570. arXiv : 1710.05437 . Бибкод : 2017Sci...358.1565E. doi : 10.1126/science.aap9580. PMID  29038371. S2CID  4028270.
  18. ^ «Эксперимент: Телескоп оповещения о всплесках (BAT)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 4 декабря 2021 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  19. ^ «Эксперимент: Ультрафиолетовый/оптический телескоп (UVOT)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 4 декабря 2021 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  20. ^ «Эксперимент: рентгеновский телескоп (XRT)» . НАСА. 28 октября 2021 г. Проверено 4 декабря 2021 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  21. ^ «GRB041217: Первый GRB, расположенный на борту Swift» . НАСА. 17 декабря 2004 года . Проверено 2 мая 2009 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  22. ^ "GRB050117: Позиция Swift XRT" . НАСА. 17 января 2005 г. Проверено 7 июля 2015 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  23. ^ "Свифт НАСА поймал 500-й гамма-всплеск" . НАСА. 19 апреля 2010 года . Проверено 10 октября 2016 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  24. ^ "Статистика таблицы Swift GRB" . НАСА. Архивировано из оригинала 10 ноября 2013 года . Проверено 10 ноября 2013 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  25. ^ ab «Спутник НАСА Swift обнаружил тысячный гамма-всплеск» . НАСА. 6 ноября 2015 г. Проверено 10 октября 2016 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  26. Фауст, Джефф (11 января 2018 г.). «НАСА переименовывает миссию Swift в честь астронома Нила Герельса» . Космические новости . Проверено 13 января 2018 г.
  27. Кофилд, Калла (10 января 2018 г.). «НАСА переименовывает обсерваторию Свифта в честь покойного главного исследователя». Space.com . Проверено 10 июля 2018 г.
  28. ^ "Обсерватория Нила Герельса Свифта". Swift.gsfc.nasa.gov . Проверено 22 марта 2024 г.
  29. Уайтхаус, Дэвид (11 мая 2005 г.). «Взрыв намекает на рождение черной дыры». Новости BBC . Проверено 12 июля 2011 г.
  30. Блум, Джошуа (31 мая 2005 г.). «Астрономы идут по следам экзотических светил природы» (Пресс-релиз). Калифорнийский университет в Беркли . Проверено 7 июля 2015 г.
  31. ^ «Быстрый спутник НАСА поймал звезду, кричащую «Бум!»» (Пресс-релиз). НАСА. 21 мая 2008 года . Проверено 2 мая 2009 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  32. ^ «Спутник НАСА обнаружил взрыв невооруженным глазом на полпути через Вселенную» . НАСА. 20 марта 2008 года . Проверено 2 мая 2009 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  33. Аткинсон, Нэнси (28 октября 2009 г.). «Дополнительные наблюдения GRB 090423, самого отдаленного известного объекта во Вселенной». Вселенная сегодня . Проверено 23 февраля 2010 г.
  34. Гарнер, Роберт (19 сентября 2008 г.). «Свифт НАСА поймал самый дальний в истории гамма-всплеск». НАСА . Проверено 3 ноября 2008 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  35. Редди, Фрэнсис (28 апреля 2009 г.). «Новый гамма-всплеск побил рекорд космического расстояния». НАСА . Проверено 2 мая 2009 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  36. Амос, Джонатан (25 мая 2011 г.). «Рекорд космического расстояния «побит»». Новости BBC . Проверено 25 мая 2011 г.
  37. Редди, Фрэнсис (19 апреля 2010 г.). «Свифт НАСА поймал 500-й гамма-всплеск». НАСА . Проверено 17 июня 2011 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  38. Чанг, Алисия (16 июня 2011 г.). «Черная дыра пожирает звезду: определен источник загадочной вспышки в далекой галактике». Хаффингтон Пост . Проверено 17 июня 2011 г.
  39. ^ «Черная дыра съедает звезду и вызывает вспышку гамма-излучения» . Космос (австралийский журнал). Агентство Франс-Пресс. 17 июня 2011 года. Архивировано из оригинала 18 июня 2011 года . Проверено 17 июня 2011 г.
  40. Редди, Фрэнсис (5 октября 2012 г.). «Спутник НАСА Swift обнаружил новую черную дыру в нашей галактике». НАСА . Проверено 10 ноября 2013 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  41. Сбаруфетти, Борис (17 сентября 2012 г.). «Swift J174510.8-262411 (известный как Sw J1745-26): 0,5 Краб и рост». Телеграмма астронома . Проверено 10 ноября 2013 г.
  42. Беллони, Томазо (3 октября 2012 г.). «Swift J174510.8-262411 в жестком промежуточном состоянии». Телеграмма астронома . Проверено 10 ноября 2013 г.
  43. Янг, Моника (10 мая 2013 г.). «Космическая ловкость рук». Небо и телескоп. Архивировано из оригинала 30 июня 2013 года . Проверено 10 ноября 2013 г.
  44. Редди, Фрэнсис (3 мая 2013 г.). «Ферми и Свифт НАСА видят« шокирующе яркий »всплеск» . НАСА . Проверено 10 ноября 2013 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  45. ^ «Миссия Swift НАСА наблюдает мегавспышки от мини-звезды» . НАСА. 30 сентября 2014 года . Проверено 19 марта 2015 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  46. ^ "Космические телескопы НАСА обнаружили неуловимого коричневого карлика" . НАСА. 10 ноября 2016 года . Проверено 18 декабря 2016 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  47. ^ Кейвани, А.; и другие. (26 сентября 2017 г.). «IceCube-170922A: Наблюдения Swift-XRT». Циркуляры GCN . Проверено 19 апреля 2018 г. Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .
  48. ^ «Миссии НАСА Ферми и Свифт открывают новую эру в науке о гамма-излучении» . НАСА. 20 ноября 2019 г. Проверено 26 ноября 2019 г. . Всеобщее достояниеВ данную статью включен текст из этого источника, находящегося в свободном доступе .

дальнейшее чтение

Внешние ссылки