SWIFT

SWIFT Gamma-Ray                                      

Swift es un observatorio espacial dedicado al estudio de las explosiones de rayos gamma o GRB (del inglés Gamma-Ray Burst). Posee tres instrumentos que trabajan juntos permitiéndole estudiar el fenómeno en rayos gamma, rayos x, ultravioleta y visible.

Fue construido por un consorcio internacional formado por Estados Unidos, Reino Unido e Italia y lanzado finalmente el 20 de noviembre de 2004 en un cohete Delta 2. Es controlado por el Goddard Space Flight Center de la NASA.

En principio su misión es de dos años, pero se prevé que si no ocurre ningún contratiempo, la misión pueda ser extendida.

La principal característica de este observatorio es que cuando detecta una explosión de rayos gamma es capaz de localizarla en 15 segundos, para entonces reorientarse automáticamente para quedar apuntando con todos sus instrumentos el lugar de origen de la explosión o llamarada de rayos gamma entre 20 y 75 segundos después de la explosión.

Los objetivos científicos de la misión Swift son:

• Determinar el origen de las llamaradas de rayos gamma.
• Clasificar las llamaradas de rayos gamma y buscar nuevos tipos.
• Determinar como evoluciona e interactúa la onda expansiva con sus alrededores.
• Usar las llamaradas de rayos gamma para estudiar el universo primitivo.
• Un estudio de todo el cielo en rayos X más sensible que cualquier anterior.

Para lo cual dispone de los siguientes instrumentos:

• Burst Alert Telescope (BAT): Detecta las llamaradas y anota sus coordenadas.
• X-Ray Telescope (XRT): Toma imágenes y realiza análisis espectrales de las llamaradas. Con estos datos se consigue una localización más precisa del origen de la explosión.
• UV/Optical Telescope (UVOT): Se usa tanto como para estudiar el espectro en radiación ultravioleta y visible, así como para estudiar la variación de luminosidad de las llamaradas con el tiempo. También afina la posición de la llamarada de rayos gamma hasta una resolución inferior a un arcosegundo.

Gracias a los logros científicos de la misión Swift, se cree haber resuelto el misterio de las llamaradas o explosiones de rayos gamma. Ya se sabía que algunas de las explosiones podían ser provocadas por supernovas, pero se han encontrado indicios de que otras que hasta ahora no tenían explicación podrían ser formadas por colisiones entre agujeros negros y estrellas de neutrones o entre varias de estas últimas.

Observaciones realizadas por el Swift han permitido localizar el objeto más lejano jamás observado, una explosión a 13.000 millones de años luz.

Iformación general

Swift es un multi- longitud de onda observatorio espacial dedicado al estudio de las explosiones de rayos gamma (GRBs). Sus tres instrumentos trabajan juntos para observar GRB y sus resplandores en el de rayos gamma, rayos X, radiación ultravioleta, y ópticos bandas de ondas.

Sobre la base de los análisis continuos de la zona del cielo con uno de los monitores del instrumento, Swift utiliza volantes de inercia para girar de forma autónoma en la dirección de posibles estallidos de rayos gamma. El nombre de “Swift” no es un acrónimo relacionado con la misión, sino más bien una referencia a la capacidad de giro rápido del instrumento, y la agilidad de aves del mismo nombre.^[6] Todos los descubrimientos Swift ‘s se transmiten al suelo y los datos están a disposición de otros observatorios que unen Swift en la observación de los estallidos de rayos gamma.

En el tiempo entre eventos de PSG, Swift está disponible para otras investigaciones científicas y científicos de las universidades y otras organizaciones pueden presentar propuestas para las observaciones.

El Centro de Operaciones de Swift Misión (MOC), donde se lleva a cabo al mando del satélite, se encuentra en State College, Pennsylvania y es operado por la Universidad Estatal de Pensilvania y subcontratistas de la industria. La estación terrestre principal Swift está situado en el centro espacial de Broglio cerca de Malindi, en la costa del este de Kenia, y es operado por la Agencia Espacial Italiana. El Centro de Datos Científicos Swift (SDC) y el archivo se encuentran en la Centro de Vuelo Espacial Goddard fuera de Washington DC El Centro de Ciencias de Datos del Reino Unido Swift se encuentra en la Universidad de Leicester.

El bus de la nave espacial Swift fue construido por Spectrum Astro, que más tarde fue adquirida por General Dynamics Avanzada de Sistemas de Información,^[7] , que a su vez fue adquirida por Orbital Sciences Corporation.

Instrumentos

Burst Telescopio de Alerta (BAT)

El MTD detecta eventos de PSG y calcula sus coordenadas en el cielo. Cubre una gran fracción del cielo (más de un estereorradián codificada totalmente, tres estereorradianes parcialmente codificado; en cambio, el cielo lleno de ángulo sólido es 4π o alrededor de 12,6 estereorradianes). Se localiza la posición de cada evento con una precisión de 1 a 4 minutos de arco dentro de los 15 segundos. Esta posición crudo se transmite inmediatamente al suelo, y algunas de campo amplio, rápido mató telescopios basados en tierra puede coger el PSG con esta información. El MTD utiliza una máscara-apertura codificada de 52.000 puestos aleatoriamente 5 mm de plomo azulejos, 1 metro por encima de un plano detector de 32.768 mm de cuatro CdZnTe azulejos detector de rayos X duros; que se ha diseñado específicamente para Swift. Rango de energía: 15-150 keV.^[8]

Telescopio de Rayos X (XRT)

El XRT ^[9] puede tomar imágenes y realizar análisis espectral de la luminiscencia residual de GRB. Esto proporciona la ubicación más precisa de la GRB, con un círculo de error típico de aproximadamente 2 segundos de arco de radio. El XRT también se utiliza para realizar el seguimiento a largo plazo de los GRB afterglow curvas de luz durante días o semanas después del evento, dependiendo del brillo de la luminiscencia residual. El XRT utiliza un telescopio Wolter tipo I de rayos X con 12 espejos anidados, se centró en un único MOS de carga acoplada dispositivo (CCD) similares a los utilizados por los XMM-Newton cámaras EPIC MOS. A bordo de software permite observaciones totalmente automatizadas, con el instrumento de seleccionar un modo de observación apropiado para cada objeto, en función de su tasa de recuento medido. El telescopio tiene un rango de energía de 0,2 – 10 keV. ^[10]

Telescopio ultravioleta / óptico (UVOT)

Después de Swift ha basculado hacia un GRB, el UVOT se utiliza para detectar un resplandor óptico. El UVOT proporciona una posición de sub-segundo de arco y proporciona la fotometría óptica y ultravioleta a través de filtros lenticulares y los espectros de baja resolución (170-650 nm) mediante el uso de sus ópticas y UV grisms. El UVOT también se utiliza para proporcionar a largo plazo de seguimiento de curvas de luz de fosforescencia de PSG. El UVOT se basa en el XMM-Newton monitor óptico de la misión (OM) de instrumentos, con la óptica mejorada y actualizar los equipos de procesamiento a bordo. ^[11]

El 9 de noviembre de 2011, UVOT fotografiado el asteroide 2005 YU ₅₅ como el asteroide hizo un sobrevuelo cercano de la Tierra. ^[12] El 3 de junio de 2013, UVOT dio a conocer una encuesta masiva ultravioleta de las cercanas nubes de Magallanes.^[13]

Objetivos de la misión

La misión Swift tiene cuatro objetivos científicos clave:

• Para determinar el origen de los estallidos de rayos gamma. Parece que hay al menos dos tipos de GRB, de las que sólo se pueden explicar con una hipernova, creando un haz de rayos gamma. Se necesitan más datos para explorar otras explicaciones.
• Para utilizar los GRBs de ampliar la comprensión del joven universo. GRB parecen tener lugar a “distancias cosmológicas” de muchos millones o miles de millones de años luz, lo que significa que se pueden utilizar para sondear el cosmos distantes, y por lo tanto jóvenes,.
• Para llevar a cabo un estudio de todo el cielo que será más sensible que cualquier anterior, y se sumará de manera significativa al conocimiento científico de las fuentes de rayos X astronómicos. Por lo tanto, también se podría producir resultados inesperados.
• Para servir como una plataforma de rayos gamma / X-ray / observatorio óptico de uso general, la realización rápida “objetivo de oportunidad” observaciones de muchos fenómenos astrofísicos transitorios, tales como supernovas.

Historia de la misión

Swift fue lanzado el 20 de noviembre de 2004, y alcanzó una órbita casi perfecta de 586 × 601 kilometros (364 × 373 millas) de altura, con una inclinación de 20 °.

El 4 de diciembre, se produjo una anomalía durante la activación del instrumento cuando el refrigerador de termoeléctrico (TEC) Fuente de alimentación para el Telescopio de rayos X no se encienden como se esperaba. El equipo de XRT en Leicester y la Universidad Estatal de Pensilvania fueron capaces de determinar el 8 de diciembre que el XRT sería utilizable incluso sin el TEC de ser operativas. Las pruebas adicionales el 16 de diciembre no dió más información en cuanto a la causa de la anomalía.

El 17 de diciembre a las 07:28:30 UT, el Swift de la explosión de Alerta Telescopio (MTD) y provocó encuentra a bordo de un estallido de rayos gamma de manifiesto durante las operaciones de lanzamiento y principios. ^[14] La nave espacial no mataron de forma autónoma a la ráfaga desde la normalidad la operación todavía no había comenzado, y la rotación autónoma aún no se ha activado. Swift tuvo su primer disparador PSG durante un período en el giro autónoma fue activado el 17 de enero de 2005, aproximadamente a las 12:55 GMT. Se señaló el telescopio XRT a las coordenadas de a bordo calcula y se observa una fuente de rayos X brillante en el campo de visión. ^[15]

El 1 de febrero de 2005, el equipo de la misión lanzó la primera luz de la imagen del instrumento UVOT y declaró Swift operativa.

A partir de mayo de 2010, Swift ha detectado más de 500 estallidos de rayos gamma, resplandores de rayos X para más del 90% de ellos, y resplandores ópticas de más del 50% de ellos. ^[16]

Octubre del 2013 Swift había detectado más de 800 estallidos de rayos gamma. ^[17]

A partir de febrero de 2015, Swift sigue funcionando bien y tiene 942 detecciones de PSG en total en su haber, con alrededor de 15 GRBs detectados en 2015 hasta la fecha. ^[18]

Detecciones notables

• 9 mayo de 2005: Swift detectó GRB 050509B, un estallido de rayos gamma que duró una vigésima parte de un segundo. La detección fue la primera vez que la ubicación exacta de una corta duración estallido de rayos gamma había sido identificado y la primera detección de luminiscencia de rayos X en una corta ráfaga individual.^{[19] [20]}
• 4 de septiembre 2005: Swift detectó GRB 050904 con un desplazamiento hacia el rojo valor de 6,29 y una duración de 200 segundos (la mayoría de los estallidos detectados dura unos 10 segundos). También se encontró que los cerca de 12,6 mil millones más distantes aún detectadas, a años luz.
• 18 de febrero 2006: Swift detectó GRB 060218, un inusualmente largo (alrededor de 2000 segundos) y cerca (unos 440 millones de años luz) de ráfaga, que era inusualmente débil a pesar de su corta distancia, y puede ser una indicación de una inminente supernova.
• 14 de junio de 2006: Swift detectó GRB 060614, un estallido de rayos gamma que duró 102 segundos en una galaxia distante (alrededor de 1,6 millones de años luz). Sin supernova fue visto después de este evento (y GRB 060505 a los límites de profundidad) que lleva a algunos a especular que representaba una nueva clase de progenitores. Otros sugirieron que estos eventos podrían haber sido las muertes de estrellas masivas, pero los que producen muy poco radiactivo ⁵⁶ Ni para alimentar una explosión de supernova.
• 9 enero 2008: Swift estaba observando una supernova en NGC 2770 cuando fue testigo de un estallido de rayos X procedentes de la misma galaxia. Se encontró que la fuente de esta explosión ser el comienzo de otra supernova, más tarde llamada SN 2008D. Nunca antes había visto una supernova sido en una etapa tan temprana de su evolución. Después de este golpe de suerte (posición, tiempo, instrumentos más adecuados), los astrónomos fueron capaces de estudiar en detalle esta supernova Tipo Ibc con el telescopio espacial Hubble, el observatorio de rayos X Chandra, el Very Large Array en Nuevo México, el Gemini Norte telescopio en Hawai, Gemini Sur en Chile, el Keck I telescopio en Hawai, el telescopio de 1,3 m PAIRITEL en el Monte Hopkins, los telescopios de 200 pulgadas y 60 pulgadas en el Observatorio Palomar en California, y el telescopio de 3,5 metros en el Apache Observatorio punto en Nuevo México. La importancia de esta supernova fue comparado por el líder del equipo del descubrimiento Dr. Alicia Soderberg a la de la piedra de Rosetta para la egiptología.^[21]
• 8 de febrero y 13 de 2008: Swift proporcionan información crítica acerca de la naturaleza del Objeto Hanny, sobre todo la ausencia de una fuente de ionización dentro de la Voorwerp o en la vecina IC 2497.
• 19 de marzo de 2008: Swift detectó GRB 080319B, un estallido de rayos gamma entre los objetos celestes más brillantes jamás presenciado. En 7.5 mil millones de años luz, Swift estableció un nuevo récord para el objeto más lejano (brevemente) visible para el ojo desnudo. También se dice que es de 2,5 millones de veces intrínsecamente más brillante que el anterior supernova más brillante aceptado (SN 2005ap). Swift observó un récord de cuatro GRB de ese día, que también coincidió con la muerte del señalado escritor de ciencia ficción Arthur C. Clarke. ^{[22 ]}
• 13 de septiembre de 2008: Swift detectó GRB 080913, en el momento en el GRB más distante observado (12,8 mil millones de años luz) hasta la observación de GRB 090423. Unos meses más tarde ^{[23] [24]}
• 23 de abril de 2009: Swift detectó GRB 090423, la explosión cósmica más distante jamás visto en ese momento, a 13.035 millones de años luz. En otras palabras, el universo tenía sólo 630 millones de años cuando se produjo esta explosión.^[25]
• 29 de abril de 2009: Swift detectó GRB 090429B, que fue encontrado por su posterior análisis publicado en 2011 sea de 13,14 mil millones de años luz de distancia (aproximadamente equivalente a 520 millones de años después del Big Bang), incluso más allá de GRB 090423.^[26]
• 16 de marzo de 2010: Swift atado por su récord de nuevo detección y localización de cuatro ráfagas en un solo día.
• 13 de abril de 2010: Swift detectó su GRB 500a. ^[27]
• 28 de marzo de 2011: Swift detectó Swift J1644 + 57, que el análisis posterior demostró ser posiblemente la firma de una estrella está interrumpida por un agujero negro o el encendido de un núcleo galáctico activo.^[28] “Esto es realmente diferente de cualquier evento explosivo hemos visto antes “, dijo Joshua Bloom de la Universidad de California en Berkeley, autor principal del estudio publicado en la edición de junio de la Ciencia. ^[29]
• 16 de septiembre y 17 de 2012: BAT activan dos veces en una fuente de rayos X duros hasta ahora desconocido, llamado Sw J1745-26, unos pocos grados desde el centro galáctico. El estallido, producido por una rara X-ray nova, anunció la presencia de un agujero negro de masa estelar hasta ahora desconocido que experimenta una transición dramática de la baja / duro al estado de alta / suave.^{[30] [31] [32]}
• 2013: Descubrimiento de ultra larga clase de estallidos de rayos gamma.
• 24 de de abril de, 2013: Swift detectó un brote de rayos X desde el centro galáctico. Esto resultó no estar relacionado con Sgr A *, pero a un insospechado magnetar. Posteriores observaciones por parte de la NuSTAR y el Observatorio Chandra de rayos X confirmaron la detección. ^[33]
• 27 de de abril de, 2013: Swift detectó el Gamma-ray “sorprendentemente brillante” reventar GRB 130427A. Observado simultáneamente por el telescopio espacial de rayos gamma Fermi, es uno de los cinco más cercanos GRB detectado y uno de los más brillantes visto por cualquiera telescopio espacial. ^[34]
• 3 de junio de, 2013: Evidencia para la emisión kilonova en definitiva GRB.
• 23 de de abril de 2014: Swift detectó la secuencia más fuerte, más caliente y más larga duración de las erupciones estelares nunca vistos desde una estrella enana roja en las inmediaciones. La explosión inicial de esta serie récord de las explosiones era tanto como 10.000 veces más potente que la mayor erupción solar jamás registrada. ^[35]
• 3 de mayo de 2014: La detección de un pulso de radiación UV de una Fuerza Internacional de Policía descubrió joven de tipo Ia SN.
• 27 de de octubre de, 2015: Swift detectó su 1000a estallido de rayos gamma GRB 151027B.