De Swift-satelliet, die de locatie van verre maar vluchtige explosies zal lokaliseren die de geboorte van zwarte gaten lijken te signaleren, arriveerde vandaag in Kennedy Space Center ter voorbereiding op een lancering in oktober.
Deze raadselachtige flitsen, gammastraaluitbarstingen genoemd, zijn de krachtigste explosies die in het heelal bekend zijn en zenden meer dan honderd miljard keer zoveel energie uit als de zon in een heel jaar. Toch duren ze maar een paar milliseconden tot een paar minuten, om nooit meer op dezelfde plek te verschijnen.
De Swift-satelliet is vernoemd naar de behendige vogel, omdat hij snel kan draaien en zijn instrumenten kan richten om een burst "on the fly" te vangen om zowel de burst als de nagloeiing te bestuderen. Het afterglow-fenomeen volgt de eerste gammaflitsen in de meeste bursts; en het kan uren tot weken blijven hangen in röntgenlicht, optisch licht en radiogolven, wat voor veel details zorgt.
"Gammaflitsen behoren tot de grootste mysteries in de astronomie sinds hun ontdekking meer dan 35 jaar geleden", zegt Dr. Neil Gehrels, Swift Lead Scientist van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md. "Swift is precies het juiste gereedschap dat nodig is om dit mysterie op te lossen. Een van Swift's instrumenten detecteert de burst, terwijl binnen een minuut twee telescopen met een hogere resolutie worden rondgedraaid voor een diepgaande blik. Ondertussen zal Swift wetenschappers en telescopen over de hele wereld 'e-mailen' om de burst in realtime te observeren. "
Het Burst Alert Telescope (BAT) -instrument, gebouwd door NASA Goddard, detecteert en lokaliseert ongeveer twee gammaflitsen per week, waarbij een positie van 1- tot 4 boogminuten binnen ongeveer 20 seconden naar de grond wordt doorgegeven. Deze positie zal dan worden gebruikt om de satelliet "snel" opnieuw te richten om het burst-gebied in de smallere gezichtsvelden te brengen om de nagloeiing met de röntgentelescoop (XRT) en de
UltraViolet / optische telescoop (UVOT).
Deze twee instrumenten met een langere golflengte (lagere energie) zullen een boogseconde positie van een burst en het spectrum van de nagloeiing ervan bepalen bij zichtbare röntgengolflengten. Voor de meeste bursts die met Swift zijn gedetecteerd, zullen deze gegevens, samen met waarnemingen uitgevoerd met telescopen op de grond, de meting van de roodverschuiving of afstand tot de burstbron mogelijk maken. De nagloeiing geeft cruciale informatie over de dynamiek van de burst, maar wetenschappers hebben nauwkeurige informatie nodig over de burst om de nagloei te lokaliseren.
Swift informeert de gemeenschap - waaronder musea en het grote publiek, samen met wetenschappers van observatoria van wereldklasse - via het door Goddard onderhouden Gamma-ray Burst Coordinates Network (GCN). Een netwerk van speciale robottelescopen op de grond, verspreid over de hele wereld, wacht op Swift-GCN-waarschuwingen.
De continue burst-informatie stroomt door het Swift Mission Operations Center in Penn State. Penn State, een belangrijke Amerikaanse medewerker, bouwde de XRT met de Universiteit van Leicester (VK) en de Astronomical Observatory of Brera (Italië) en de UVOT met Mullard Space Science Lab (VK).
Naast het verschaffen van nieuwe aanwijzingen voor de aard van het burst-mechanisme, zou Swift's detectie van gammastraaluitbarstingen een bonanza van kosmologische gegevens kunnen opleveren.
"Sommige uitbarstingen zijn waarschijnlijk afkomstig van de verste uithoeken, en dus van het vroegste tijdperk, van het heelal", zegt John Nousek, directeur van de Swift-missie, hoogleraar astronomie en astrofysica aan Penn State. "Ze gedragen zich als bakens die door alles langs hun paden schijnen, inclusief het gas tussen en binnen sterrenstelsels langs de gezichtslijn."
Theoretici hebben gesuggereerd dat sommige uitbarstingen afkomstig kunnen zijn van de eerste generatie sterren, en Swift's ongekende gevoeligheid zal de eerste gelegenheid zijn om deze hypothese te testen.
Met NASA's High-Energy Transient Explorer (HETE-2), die nu in gebruik is, hebben wetenschappers vastgesteld dat bij ten minste sommige uitbarstingen de explosies van zware sterren betrokken zijn. Swift zal deze kennis verfijnen - dat wil zeggen antwoorden op vragen als hoe groot, hoe ver, wat voor soort melkwegstelsels en waarom zijn sommige uitbarstingen zo anders dan andere?
Terwijl de link tussen een fractie van uitbarstingen met de dood van massieve sterren stevig lijkt, kunnen andere de samensmelting van neutronensterren of zwarte gaten in een baan rond elkaar in exotische dubbelstersystemen signaleren. Swift zal bepalen of er verschillende klassen gammastraaluitbarstingen zijn geassocieerd met een bepaald oorsprongscenario. Swift is mogelijk snel genoeg om nagloeiingen van korte uitbarstingen te identificeren, als ze bestaan. Afterglows zijn alleen waargenomen bij bursts die langer dan twee seconden duren. 'Misschien zien we tot nu toe slechts de helft van het verhaal', zei Gehrels.
Het Swift-team verwacht meer dan 100 bursts per jaar te detecteren en te analyseren. Als hij geen gammastraaluitbarstingen opvangt, zal Swift een sterrenhemelonderzoek uitvoeren bij hoogenergetische "harde" röntgengolflengten, die 20 keer gevoeliger zullen zijn dan eerdere metingen. Wetenschappers verwachten dat de verbeterde gevoeligheid van Swift ten opzichte van eerdere onderzoeken meer dan 400 nieuwe superzware zwarte gaten zal blootleggen.
Swift, een middelgrote verkenningsmissie, wordt beheerd door NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Md., Swift is gebouwd in samenwerking met nationale laboratoria, universiteiten en internationale partners, waaronder het Los Alamos National Laboratory, Penn State University, Sonoma State University, Italië en het Verenigd Koninkrijk.
Oorspronkelijke bron: NASA News Release
