Swift Gamma Ray Burst Explorer

El Swift Gamma Ray Burst Explorer, mencionado a menudo como Swift, y a veces como Explorer-84, es un satélite artificial puesto en órbita por la NASA en el marco del programa Explorer, y renombrado formalmente en 2019 Neil Gehrels Swift Observatory. Está dedicado al estudio de los rayos gamma observados desde galaxias distantes. Después de IMAGE y WMAP, es la tercera misión de la serie NASA medium Explorer (MIDEX). Lanzado a las 17: 16 UTC del 20 de noviembre de 2004 desde la base de Cabo Cañaveral utilizando un cohete Delta II 7320 - 10C como portador, fue colocado en una órbita caracterizada por un apogeo de 604 km, un perigeo de 585 km, un período de 96,6 minutos y una inclinación de 21 °. La duración de la misión se fijó inicialmente en dos años, pero, gracias a los éxitos científicos, el buen estado del satélite y los instrumentos, y la estabilidad de la órbita (en la que se estima que Swift permanecerá hasta más allá de 2025), la misión se prorrogó varias veces y sigue activa. La revisión senior de 2014 de la NASA propuso la extensión de Fermi a 2018, con una verificación provisional en 2016. Swift resultó ser la misión con la mayor productividad científica sobre el costo. Contrariamente a lo que comúnmente sucede con los satélites, el nombre no es un acrónimo, sino que se refiere al nombre inglés del pájaro, uno de los pájaros de volar rápido y ágil, y fue elegido para recordar la velocidad de la puntería del satélite garantizada por un sistema de giroscopio controlado por motores eléctricos. El satélite es el resultado de una colaboración entre la NASA estadounidense, la ASI italiana y el Pparc (Particle Physics and Astronomy Research Council) (que se hizo cargo de la Agencia Espacial Británica y el Science & Technology Facilities Council). El Centro de operaciones de la misión es administrado por la Universidad Estatal de Pensilvania, la base terrestre principal es el Centro Espacial Luigi Broglio en Malindi, Kenia, mientras que el almacenamiento de datos se lleva a cabo en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard (las copias del archivo también se mantienen por ASI y la Universidad de Leicester). El ASI y el Observatorio Astronómico de Brera también contribuyeron a la instrumentación. Uno de los aspectos innovadores de la misión Swift es que todos los datos recopilados se ponen a disposición de la comunidad científica a las pocas horas de recibirlos sobre el terreno. Después de un primer procesamiento, de hecho, cualquiera puede descargar los datos a través de Internet y analizarlos con un paquete de software distribuido de forma gratuita. Incluso es posible realizar análisis preliminares de datos en línea a través de herramientas web.

El cuerpo principal del satélite tiene un diámetro de aproximadamente 2,7 m y una longitud de 5,7 m; en la configuración de despliegue máximo de paneles solares alcanza un ancho de 5,4 m. El peso total es de 1,47 t. está equipado con 2 baterías de Ni - h (níquel - hidrógeno) recargadas por paneles solares. La estabilización y el apuntamiento son controlados por 6 giroscopios. Swift está equipado con tres telescopios co-alineados: estos tres instrumentos han sido diseñados de acuerdo con la sofisticada estrategia de observación de Swift. Swift patrulla el cielo con BAT, el instrumento con un gran campo de visión, observando un 50-80% todos los días en busca de Rayos gamma. Cuando un flash es detectado por BAT, el sistema de control automático le permite enmarcar rápidamente la región del flash incluso con XRT y UVOT, instrumentos muy sensibles, pero desde el campo de visión más pequeño. Dentro de los 20 segundos de la detección del murciélago, comienza el replantado, que generalmente se completa en unos pocos minutos. Por lo tanto, XRT y UVOT comienzan a recopilar información sobre Rayos a los pocos minutos de la detección inicial. Esta velocidad, que sería difícil de alcanzar si fuera necesaria la intervención humana, permite tanto obtener rápidamente posiciones cada vez más precisas, útiles para apuntar otros instrumentos, como recopilar información valiosa sobre el rayo en diferentes bandas de energía desde los primeros momentos del fenómeno.

Italia ha proporcionado los espejos del telescopio, XRT, junto con parte del software para el análisis de los datos X. Además, Swift utiliza la antena de la estación ASI Malindi (Kenya) para recibir comandos y transmitir los datos, esta operación se repite una docena de veces al día en cada paso del satélite a la vista de la estación. La participación italiana en Swift está financiada por la Agencia Espacial Italiana (ASI) y el Instituto Nacional de Astrofísica (INAF).

El rápido replanteo y la ubicación precisa de Swift en la esfera celeste lo convierten en una herramienta ideal para la identificación y el estudio de fuentes rápidamente transitorias como los flashes gamma o de ráfaga de Rayos Gamma (GRB). En promedio, Swift identifica 100 GRB nuevos cada año, de los cuales 90 GRB son largos. La rápida difusión de la ubicación de los GRB identificados por Swift llevó a la medición de la distancia de aproximadamente un tercio de ellos. Esto permite estudiar desde un punto de vista estadístico, la población de GRB largo contendiendo, por ejemplo, cuál es su distribución a lo largo de la historia del universo y las distribuciones de sus principales propiedades físicas en el sistema de referencia al resto de las fuentes. Las observaciones del instrumento XRT a bordo del Swift permitieron la caracterización de las primeras fases de la curva de luz de la cola de emisión en rayos X y la detección de llamaradas cortas pero intensas después de la emisión gamma que se cree que están relacionadas con la actividad del motor central. Con respecto al estudio de las explosiones cortas de Rayos gamma (aproximadamente el 10% de los GRB identificados), el satélite Swift marcó un verdadero avance. De hecho, por primera vez Swift ha permitido la identificación de la cola de emisiones en rayos X para GRB cortos, la medición precisa de sus coordenadas espaciales y, en consecuencia, la de su distancia. A continuación se muestra una breve lista de estallidos de Rayos gamma notables detectados por Swift: cada tipo de fuente en el cielo ha recibido la atención de la parte de Swift, desde los cometas hasta las galaxias activas y más distantes, pasando por fuentes magnetares, binarias, supernovas, hasta llegar al reciente evento de la destrucción de una estrella por un agujero negro de unos pocos millones de masas solares en el Centro de una galaxia lejana, aproximadamente 1. 9 mil millones de parsecs. Nada escapa a Swift que patrulla el cielo incansablemente y siempre está listo para repuntarse automáticamente. A veces las fuentes son conocimiento antiguo, pero muy a menudo son novedad absoluta. Hay tantos usos posibles de Swift que ahora la caza de GRBs ya no es la tarea que absorbe la mayor parte del tiempo de observación del satélite. Esto no significa en absoluto que los GRB sean descuidados. Simplemente no continúas la observación abiertamente, hasta que la emisión x desaparece por completo. Solo los GRB con características peculiares, o extraordinariamente brillantes, se observan durante mucho tiempo. El tiempo de observación que se libera así se dedica a la observación de cientos de fuentes celestiales, a menudo en colaboración con otros satélites. Por ejemplo, todas las fuentes detectadas por el Telescopio Espacial de rayos gamma que son inmóviles pero de naturaleza poco clara, son observadas rutinariamente por Swift. En el caso del uso coordinado de Swift y Fermi, la herramienta más importante es el telescopio XRT, porque lo que más interesa es localizar una posible contraparte de la fuente gamma. Para el estudio de supernovas, sin embargo, el instrumento más importante es el telescopio UVOT. Gracias a las observaciones de Swift tenemos una extraordinaria cobertura de las curvas de luz (la evolución de la energía emitida en función del tiempo) de decenas de supernovas. Entre los resultados obtenidos con Swift fuera del campo GRB se encuentran: .

Más de 150. 000 fuentes puntuales en rayos X incluyendo estrellas, galaxias y agujeros negros conforman el vasto catálogo obtenido gracias a las observaciones del telescopio XRT a bordo del satélite Swift, el ''cazador'' de rayos gamma de la NASA. El telescopio XRT sensible de Swift recopila continuamente información no solo sobre las fuentes a las que apunta, sino también sobre las que se encuentran en sus inmediaciones. Toda esta información se recoge en un catálogo continuamente actualizado (la última edición se publicó en diciembre de 2013).

En el campo de las fuentes no variables en la banda X dura, el progreso es más lento. El telescopio murciélago mira la mayor parte del cielo todos los días y para descubrir nuevas fuentes hay que sumar los datos recogidos día tras día. De esta manera los avances, o las fuentes reveladas, crecen aproximadamente con la raíz cuadrada del tiempo de observación. Es de crecimiento lento, pero seguro. El catálogo de fuentes (variables y no variables) visto en la banda de 15-150 keV compilado con datos de murciélagos representa el mapa más detallado del cielo de rayos X duros actualmente disponible. Es una importante base de datos de referencia que contiene las fuentes brillantes en nuestra galaxia y núcleos galácticos activos revelados hasta el corrimiento al rojo igual a 4 (todos estos tienen agujeros negros supermasivos en su centro).

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