닐 게럴스 스위프트 천문대

Neil Gehrels Swift Observatory
닐 게럴스 스위프트 천문대
Swift Observatory spacecraft model.png
닐 게럴스 스위프트 천문대
이름익스플로러-84
MIDEX-3
스위프트 감마선 버스트 익스플로러
미션 타입감마선 천문학
교환입니다.NASA/펜실베이니아 주립 대학교
COSPAR ID2004-047a Edit this at Wikidata
새캣28485
웹 사이트swift.gsfc.nasa.gov
미션 기간2년 (예정)
[1]17년 8개월 18일 (진행 중)
우주선 속성
우주선익스플로러 LXXXIV
우주선 종류스위프트 감마선 버스트 익스플로러
버스LEOStar-3
제조원스펙트럼 아스트로
발사 질량1,140 kg (3,240파운드)
건조 질량613 kg (1,351파운드)
페이로드 질량843 kg (1,858파운드)
치수5.6 × 5.4 m (18 × 18 ft) [2]
힘1040와트
임무 개시
발매일2004년 11월 20일 17:16:01 UTC
로켓델타 II 7320-10C(델타 309)
발사장소케이프 커내버럴, SLC-17A
청부업자보잉 방위, 우주 및 보안[3]
입력 서비스2005년 2월 1일
궤도 파라미터
레퍼런스 시스템지구 중심 궤도[4]
정권지구 저궤도
근지 고도585 km (364 mi)
아포기 고도604 km (375 mi)
기울기20.60°
기간96.60분
인스트루먼트
Burst Alert Telescope(BAT)
자외선 광학 망원경(UVOT)
X선 망원경(XRT)
Swift Gamma-Ray Burst Mission patch (transparent).png
스위프트 감마선 버스트 익스플로러
익스플로러 프로그램
← GALEX (익스플로러 83)
테미스(탐사자 85-89) →

Neil Gehrels Swift Observatory(이전에는 Swift Gema-Ray Burst Explorer라고 불렸던)는 감마선 버스트(GRB)를 연구하고 [5]X선 잔광과 폭발 위치의 UV/가시광을 감시하기 위한 NASA의 3원경 우주 관측소이다.2004년 11월 20일 델타 II 발사체로 [4]발사되었다.2017년 2월 사망할 때까지 수석 조사관 닐 게렐스가 이끈 이 임무는 고다드 우주 비행 센터(GSFC)와 미국, 영국, 이탈리아의 국제 컨소시엄이 공동으로 개발한 것이다.이 임무는 펜실베니아 주립대학에 의해 나사의 중형 탐색기 프로그램의 일부로 운영된다.

버스트 검출 속도는 연간 100으로 콤프턴 감마선 관측소의 BATSE 검출기보다 약 3배 희미하다.스위프트 미션은 명목상 궤도상의 수명인 2년을 가지고 발사되었다.스위프트는 NASA MIDEX(중형급 익스플로러) 미션이다.그것은 IMAGE와 WMAP에 [5]이어 세 번째로 출시된 것이다.

원래 감마선 폭발 연구를 위해 설계되었지만, Swift는 특히 모든 유형의 천체물리 과도 현상을 신속하게 추적하고 특성화하기 위해 범용 다파장 관측소로 기능한다.2020년 현재 Swift는 하루 [6]평균 70개까지의 제안을 관찰하는 5.5 Target of Opportunity를 받고 있습니다.

개요

스위프트는 감마선 폭발 연구에 전념하는 다파장 우주 관측소이다.감마선, X선, 자외선, 광파 대역에서 GRB와 그 잔광을 관측하기 위해 세 가지 기기가 함께 작동합니다.

Swift는 이 기구의 모니터 중 하나로 하늘 영역의 연속적인 스캔을 기반으로 운동량 휠을 사용하여 가능한 GRB 방향으로 자율적으로 주행합니다."Swift"라는 이름은 미션과 관련된 약어가 아니라 악기의 빠른 슬루 기능과 민첩한 스위프트(같은 [7]이름의 새)를 지칭한 것입니다.스위프트의 모든 발견은 지상으로 전송되며, 그 데이터는 스위프트가 GRB를 관측하는 데 동참하는 다른 관측소에서 이용할 수 있다.

GRB 행사 사이에 Swift는 다른 과학 연구에 사용할 수 있으며, 대학 및 다른 기관의 과학자들은 관찰을 위해 제안서를 제출할 수 있습니다.

위성을 지휘하는 스위프트 미션 오퍼레이션 센터(MOC)는 펜실베니아 주립대학에 위치해 있으며 펜실베이니아 주립대학과 산업 하청업체들이 운영하고 있다.스위프트의 메인 지상 정거장은 케냐 동부 해안의 말린디 근처의 브로글리오 우주 센터에 위치해 있으며 이탈리아 우주국(ASI)에 의해 운영된다.Swift Science Data Center(SDC)와 아카이브는 워싱턴 DC 외곽의 Goddard Space Flight Center에 있습니다.영국 스위프트 과학 데이터 센터는 레스터 대학에 있습니다.

Swift 위성 버스는 Spectrum Astro에 의해 제작되었으며, 후에 General Dynamics Advanced Information [8]Systems에 인수되었다. General Dynamics는 Orbital Sciences Corporation(현 Northrop Grumman Innovation Systems)에 인수되었다.

인스트루먼트

Burst Alert Telescope(BAT)

BAT는 GRB 이벤트를 감지하고 하늘에서 그 좌표를 계산합니다.하늘의 큰 부분을 차지한다(한 스테라디안 전체 코드, 세 스테라디안 부분 코드, 전체 하늘 고체 각도는 4µ 또는 약 12.6 스테라디안).15초 이내에 1~4분 정도의 정확도로 각 이벤트의 위치를 파악합니다.이 조잡한 위치는 즉시 지상으로 전달되며, 일부 광시야 고속 슬립 지상 망원경은 이 정보로 GRB를 포착할 수 있다.BAT는 32,768 4mm(0.16인치) 카드뮴 텔루라이드(CdZnTe) 하드 X선 검출기 타일보다 1m(3피트 3인치) 위에 무작위로 배치된 52,000개의 납 타일의 코드화된 주입 마스크를 사용합니다. Swift용으로 제작되었습니다.에너지 범위: 15 ~150 [9]keV

X선 망원경(XRT)

XRT는 영상을 촬영하고 GRB 잔광의 스펙트럼 분석을 수행할 수 있습니다.이를 통해 GRB의 보다 정확한 위치를 알 수 있으며, 일반적인 오차 원은 약 2초 반경입니다.XRT는 잔광의 밝기에 따라 이벤트 후 며칠에서 몇 주 동안 GRB 잔광 곡선의 장기 모니터링을 수행하는 데도 사용됩니다.XRT는 XMM-Newton EPIC MOS 카메라에 사용되는 것과 유사한 단일 MOS 전하 결합 장치(CCD)에 초점을 맞춘 12개의 중첩 미러를 갖춘 Wolter Type I X선 망원경을 사용합니다.온보드 소프트웨어를 사용하면 계측기가 측정된 카운트 속도를 기반으로 각 물체에 적합한 관찰 모드를 선택하여 완전히 자동화된 관찰을 수행할 수 있습니다.이 망원경의 에너지 범위는 0.2~10 [11]keV입니다.

자외선/광학 망원경(UVOT)

UVOT의 '초광' 이미지

Swift가 GRB 쪽으로 진눈깨비를 이동한 후 UVOT를 사용하여 광학 잔광을 감지합니다.UVOT는 초이하의 위치를 제공하며 렌즈 필터와 저분해능 스펙트럼(170-650nm)을 통해 광학 및 자외선 측광 기능을 제공한다.UVOT는 또한 GRB 잔광 곡선의 장기적인 추적 기능을 제공하기 위해 사용됩니다.UVOT는 XMM-Newton의 광학 모니터(OM) 계측기를 기반으로 광학 기능이 향상되고 온보드 프로세싱 [12]컴퓨터가 업그레이드되었습니다.

2011년 11월 9일, UVOT는 소행성이 지구를 근접 통과하면서 [13]소행성 2005 YU55를 촬영했다.

2013년 6월 3일, UVOT는 인근 마젤란 [14]구름에 대한 대규모 자외선 조사를 발표했다.

2017년 8월, UVOT는 LIGO & Virgo [15][16]검출기에 의해 검출된 중력파 이벤트 GW170817의 자외선 방출을 촬영했다.

실험

위성 모형

Burst Alert Telescope(BAT)

BAT (Burst Alert Telesope)는 나사의 Goddard Space Flight Center에 의해 만들어진 감마선 망원경으로, 그 근원을 찾기 위해 코드화된 구멍을 사용한다.소스를 찾기 위한 소프트웨어는 Los Alamos National Laboratory(LANL)에서 제공합니다.CdZn4 × 4 × 2 mm (0.157 × 0.157 × 0.079 in) 32,500 단위로 구성된 5,2002 cm (810 sq in) 면적의 te 검출기는 1.4 분 이내에 선원의 위치를 특정할 수 있다.에너지 범위는 15 ~150 [17]keV입니다

자외선/광학 망원경(UVOT)

자외선/광학망원경(UVOT)은 자외선과 가시광선의 잔광을 감시하고 1초 단위로 광원을 찾아낸다.개구부는 30cm(12인치)이며 f-number는 12.7이며, 2048 x 2048 광자 카운팅 CCD 픽셀로 지원됩니다.소스 위치 정확도는 1초보다 [18]우수합니다.

X선 망원경(XRT)

XRT(X-Ray Telescope)는 광원을 보다 정확하게 조준하고 X선의 잔광을 감시합니다.그것은 펜실베니아 주립 대학, 이탈리아의 브레라 천문대, 영국의 레스터 대학에 의해 공동으로 지어졌다.600 x 600 픽셀로 구성된 면적 1352 cm(20.9 sq in)의 검출기가 있으며, 0.2 ~ 10 keV의 에너지 범위를 커버합니다.4초의 정확도로 [19]잔광 소스를 찾을 수 있습니다.

미션 목표

Swift 미션은 4가지 주요 과학적 목표를 가지고 있습니다.

  • GRB의 발생원을 판별합니다.적어도 두 가지 유형의 GRB가 있는 것으로 보이며, 그 중 하나만 하이퍼노바로 설명할 수 있어 감마선 빔을 생성한다.다른 설명을 보려면 더 많은 데이터가 필요합니다.
  • 젊은 우주에 대한 이해를 넓히기 위해 GRB를 사용하는 것.GRB는 수백만 또는 수십억 광년의 "우주학적 거리"에서 일어나는 것으로 보이는데, 이것은 GRB가 먼 곳, 즉 젊은 우주를 탐사하는데 사용될 수 있다는 것을 의미한다.
  • 이전의 어떤 것보다도 더 민감하고 천문학적인 X선 선원에 대한 과학적 지식을 크게 추가할 전천후 조사를 실시합니다.따라서 예상치 못한 결과를 초래할 수도 있습니다.
  • 초신성과 같은 많은 순간 천체물리 현상의 "기회의 표적" 관측을 신속하게 수행하는 범용 감마선/X선/광학 관측소 플랫폼 역할을 한다.

미션 이력

Swift Observatory의 지구 궤도 애니메이션은 표시되지 않습니다.

스위프트는 2004년 11월 20일 17:16:01 UTC에 케이프 커내버럴 공군기지에서 델타 II 7320-10C를 타고 발사되어 고도 585 × 604 km (364 × 375 mi)의 거의 완벽한 궤도에 도달했으며, 기울기는 20.60°[4]이다.

2004년 12월 4일 X선 망원경용 열전 냉각기(TEC) 전원이 예상대로 켜지지 않는 이상 현상이 발생하였습니다.레스터 대학과 펜실베니아 주립 대학의 XRT 팀은 2004년 12월 8일 TEC가 작동하지 않아도 XRT를 사용할 수 있다는 것을 결정할 수 있었다.2004년 12월 16일 추가 테스트에서는 이상 원인에 대한 추가 정보는 나오지 않았습니다.

2004년 12월 17일 07:28:30 UTC에 Swift Burst Alert Telescope(BAT)가 발사 및 초기 운용 [20]중 명백한 감마선 버스트를 트리거하여 탑재하였다.이 우주선은 아직 정상운행이 시작되지 않았고, 자율적인 회전도 아직 활성화되지 않았기 때문에 폭발까지 자율적으로 돌진하지 않았다.스위프트는 2005년 1월 17일 약 12시 55분 UTC에 자율 진눈깨비가 활성화된 기간 동안 첫 번째 GRB를 작동시켰다.XRT 망원경을 탑재된 계산 좌표를 가리키고 [21]시야에서 밝은 X선 선원을 관찰했다.

2005년 2월 1일, 미션 팀은 UVOT의 첫 번째 조명 사진을 공개하고 스위프트 작동을 선언했다.

2010년 5월까지 스위프트는 500개 이상의 [22]GRB를 검출했다.

2013년 10월까지 Swift는 800개 이상의 [23]GRB를 검출했습니다.

2015년 10월 27일 스위프트는 [24]에리다누스자리에 위치한 GRB 151027B라는 이름의 이벤트인 1,000번째 GRB를 발견했다.

2018년 1월 10일, NASA는 스위프트 우주선이 2017년 [25][26]초에 사망한 미션 PI 닐 게흐렐스를 기리기 위해 닐 게흐렐스 스위프트 천문대로 이름을 변경했다고 발표했다.

눈에 띄는 검출

GRB 080319B는 X선과 가시/자외선으로 관측되는 지금까지 발견된 가장 밝은 천체 현상 중 하나입니다.
GRB 151027B, 스위프트에 의해 검출된 1000번째 GRB.
2004년부터 2015년까지 스위프트가 탐지한 GRB의 전천후 지도.
OGLE-2015-BLG-1319의 광선 곡선과 결합된 갈색 왜성의 그림: 지상 기반 데이터(회색), 스위프트(파란색), 스피처(빨간색)
  • 2005년 5월 9일: 스위프트가 GRB 050509B를 검출했다.GRB 050509B는 20분의 1초 동안 지속된 감마선 폭발이다.단시간 감마선 버스트의 정확한 위치가 확인된 것은 이번이 처음이며, 개별 단시간 [27][28]버스트에서 X선 잔광의 첫 번째 검출이다.
  • 2005년 9월 4일: Swift에서 빨간색 시프트 값이 6.29이고 지속 시간이 200초인 GRB 050904가 검출되었습니다(검출된 버스트의 대부분은 약 10초 지속).그것은 또한 약 126억 광년으로 지금까지 발견된 것 중 가장 먼 것으로 밝혀졌다.
  • 2006년 2월 18일: 스위프트는 GRB 060218을 검출했다.GRB 060218은 비정상적으로 길고(약 2000초), 가까운 거리(약 4억4000만 광년)의 폭발로, 가까운 거리에도 불구하고 비정상적으로 어두웠으며, 이는 곧 초신성이 발생할 것임을 시사하는 것일 수 있다.
  • 2006년 6월 14일: 스위프트는 멀리 떨어진 은하(약 16억 광년)에서 102초간 지속된 감마선 폭발인 GRB 060614를 검출했다.이 사건 이후 초신성은 발견되지 않았으며(그리고 GRB 060505는 깊은 한계까지) 일부에서는 이것이 새로운 종류의 조상이라고 추측하고 있다.다른 사람들은 이 사건들이 거대한 별들의 죽음일 수도 있다고 주장했지만, 초신성 폭발을 일으키기에는 방사능이 너무 적은 Ni를 생성했다.
  • 2008년 1월 9일: 스위프트가 NGC 2770에서 초신성을 관측하고 있을 때, 같은 은하에서 X선이 폭발하는 것을 목격.이 폭발의 원인은 후에 SN 2008D라고 불리는 또 다른 초신성의 시작인 것으로 밝혀졌다.지금까지 초신성이 이렇게 진화 초기 단계에서 목격된 적이 없었다.이 행운(위치, 시간, 가장 적절한 기구)에 따라 천문학자들은 허블 우주 망원경, 찬드라 X선 천문대, 뉴멕시코의 초거대 배열, 하와이의 제미니 노스 망원경, 칠레의 제미니 사우스 망원경, 하와이 Ick 1 망원경으로 Ibc형 초신성을 자세히 연구할 수 있었다.홉킨스 산에 있는 FEARITEL 망원경, 캘리포니아 팔로마 천문대에 있는 200인치와 60인치(1500mm) 망원경, 뉴멕시코에 있는 아파치 포인트 천문대에 있는 3.5m(11ft) 망원경.이 초신성의 중요성은 발견팀의 리더인 Alicia Soderberg에 의해 이집트학 [29]분야의 로제타 스톤에 비유되었다.
  • 2008년 2월 8일과 13일: 스위프트는 주로 보어워프 내 또는 인접 IC 2497에 이온화원이 없는 하니 부어워프의 성질에 대한 중요한 정보를 제공했다.
  • 2008년 3월 19일: 스위프트는 지금까지 목격된 천체 중 가장 밝은 천체 중 감마선의 폭발인 GRB 080319B를 검출했다.스위프트는 75억 광년으로 육안으로 볼 수 있는 가장 먼 물체 기록을 세웠다.또한 이전에 가장 밝게 받아들여진 초신성(SN 2005ap)보다 본질적으로 250만 배 더 밝다고 알려져 있다.스위프트는 그날 4개의 GRB를 관측했는데, 이는 저명한 공상과학 작가 아서 C의 죽음과 동시에 일어났다. 클라크.[30]
  • 2008년 9월 13일:[31][32] 스위프트는 몇 달 후 GRB 090423이 관측될 때까지 가장 멀리 떨어진 GRB(128억 광년)에서 GRB 080913을 검출했다.
  • 2009년 4월 23일: 스위프트는 130억3500만 광년으로 당시 관측된 가장 먼 우주폭발 GRB 090423을 검출했다.다시 말해, [33]이 폭발이 일어났을 때 우주는 6억 3천만 년 밖에 되지 않았다.
  • 2009년 4월 29일: 스위프트는 GRB 090429B를 검출했다.GRB 090423보다 [34]먼 131억4000만 광년(빅뱅 후 약 5억2000만 년) 떨어진 것으로 2011년에 발표된 분석에 의해 밝혀졌다.
  • 2010년 3월 16일: 스위프트는 하루에 4번의 폭발을 다시 감지하고 국지화함으로써 그 기록을 동점으로 만들었다.
  • 2010년 4월 13일: 스위프트는 500번째 GRB를 [35]검출했다.
  • 2011년 3월 28일: 스위프트는 스위프트 J1644+57을 검출했으며, 후속 분석 결과 블랙홀에 의해 별이 교란되거나 활동은하핵의 [36]점화가 원인일 가능성이 있는 것으로 밝혀졌다."이것은 우리가 이전에 보았던 폭발적 사건과는 정말로 다릅니다,"라고 사이언스 [37]6월호에 발표된 연구의 주 저자인 캘리포니아 버클리 대학의 조슈아 블룸은 말했다.
  • 2012년 9월 16일과 17일: BAT는 은하 중심에서 몇 도 떨어진 이전에 알려지지 않은 하드 X선 소스(Sw J1745-26)에서 두 번 트리거되었습니다.희귀한 X선 노바에 의해 생성된 이 폭발은 이전에는 알려지지 않았던 항성질량 블랙홀이 낮은/[38][39][40]하드 상태에서 높은/소프트 상태로 극적으로 변화하고 있음을 알려준다.
  • 2013년 초장급 감마선 폭발 발견
  • 2013년 4월 24일: 스위프트는 은하 센터에서 X선 플레어를 검출했다.이는 Sgr A*가 아니라 이전에 예상치 못한 마그네타와 관련이 있는 것으로 판명되었습니다.NuSTAR와 Chandra X-ray Observatory가 나중에 관측한 결과 [41]이 검출이 확인되었습니다.
  • 2013년 4월 27일: 스위프트는 "충격적으로 밝은" 감마선 폭발 GRB 130427A를 검출했다.페르미 감마선 우주망원경에 의해 동시에 관측되는, 이것은 발견된 5개의 가장 가까운 GRB 중 하나이며, 두 [42]개의 우주망원경에 의해 보이는 가장 밝은 것 중 하나이다.
  • 2013년 6월 3일 : 짧은 GRB에서 킬로노바 배출의 증거
  • 2014년 4월 23일: 스위프트는 근처의 적색왜성에서 지금까지 본 것 중 가장 강하고 뜨겁고 오래 지속되는 일련의 항성 플레어를 발견했다.이 기록적인 일련의 폭발로 인한 최초의 폭발은 지금까지 [43]기록된 가장 큰 태양 플레어보다 무려 10,000배나 더 강력했다.
  • 2014년 5월 3일 : ipTF에서 발견된 젊은 Ia SN의 UV 펄스 검출
  • 2015년 6월~7월:갈색왜성 OGLE-2015-BLG-1319는 스위프트와 스피처 우주망원경, 지상 광학중력렌즈 실험의 공동 노력으로 중력 마이크로렌즈 검출법을 이용해 발견됐으며, 두 개의 우주망원경이 같은 마이크로렌즈 현상을 관측한 것은 이번이 처음이다.이 방법은 두 우주선이 크게 떨어져 있기 때문에 가능했다: Swift는 낮은 지구 궤도에 있는 반면 Spitzer는 지구를 따라가는 태양중심 궤도에서 1AU 이상 떨어져 있다.이 분리는 갈색왜성에 대해 상당히 다른 관점을 제공했고, 물체의 [44]물리적 특징 중 일부에 제약을 가할 수 있게 했다.
  • 2015년 10월 27일: 스위프트가 1000번째 감마선 버스트 GRB 151027B를 검출.[24]
  • 2017년 8월 18일: Swift는 GW170817의 [16]전자파 대응물인 킬로노바 AT 2017gfo에서 자외선 방출을 검출한다.
  • 2017년 9월 23일: Swift는 TXS 0506+056을 IceCube-170922A 초고에너지(EHE)[45] 중성미자의 가능한 공급원으로 최초로 확인하였습니다.
  • 2019년 1월 14일: 스위프트는 가장 강력한 관측 감마선 버스트인 GRB 190114C를 발견하여 테라엘렉트론볼트 에너지에 [46]도달한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

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읽고 추가

외부 링크

Wikimedia Commons에는 Swift Gamma-Ray Burst Mission 관련 미디어가 있습니다.