掃描天空中的伽馬射線暴，斯威夫特空間天文台厲害了！

Neil Gehrels Swift（尼爾·蓋勒斯·斯威夫特）空間天文台(之前被稱為Swift伽瑪射線探測儀)是一個長期運行的太空望遠鏡，用來搜尋伽瑪射線暴，伽瑪射線暴是宇宙中每天發生一次的巨大爆炸。研究人員使用Swift和其他設備來探測這些爆發，以了解它們的起源。斯威夫特於2004年11月20日從佛羅里達州奧蘭多附近的卡納維拉爾角空軍基地發射。最初計划進行為期兩年的任務，到2018年年中仍保持健康。2018年1月美國國家航空航天局(NASA)以其首位首席研究員尼爾·蓋博(Neil Gehrels)的名字重新命名了斯威夫特，後者在前一年去世。

發展和科學目標

博科園-科學科普天文學家認為，伽瑪射線暴(GRBs)不是來自大質量恆星的超新星爆炸，就是來自被稱為中子星的兩顆緻密超新星殘骸碰撞。如果這些爆發發生在離地球足夠近的地方，所產生的輻射可能會剝離地球的臭氧層，使地球暴露在其他太空危害中，比如太陽的紫外線輻射。但從遠處看，伽瑪射線暴(GRBs)仍然很有趣，因為它們提供了關於恆星如何演化的信息。1967年在美國空軍的一顆名為Vela的衛星上首次發現了伽瑪射線暴，這顆衛星是一系列旨在尋找地球上核爆炸探測器的一部分。

一幅描繪美國宇航局的斯威夫特空間天文台在太空搜尋伽瑪射線暴的藝術作品。圖片：Spectrum Astro

但根據美國宇航局戈達德太空飛行中心(Goddard Space Flight Center)的數據，早期的伽瑪射線探測儀在計算伽瑪射線發生的距離上做得很差，因此很難確定伽瑪射線探測儀是否發生在銀河系，或者更遠的地方。過去可能搜尋伽馬射線暴的任務包括NASA的康普頓伽馬射線天文台和一顆名為BeppoSAX的義大利x射線衛星。通過x射線觀測，可以更容易地確定伽瑪暴的距離，其中大部分似乎在數億到數十億光年之外。但是科學界說，有必要建立一個觀測站，在它發生後的瞬間，就可以自動地旋轉到伽瑪射線暴的源頭。

1999年斯威夫特被選為美國國家航空和宇宙航行局(NASA)中期探索(MIDEX)計劃的35項提案中的一員。在與五名半決賽選手競爭後，斯威夫特在2004年6月30日之前被選中參賽。根據美國國家航空航天局(NASA)的數據，此次任務的成本上限是1999年的1.4億美元，而斯威夫特預計將花費1.35億美元。斯威夫特包括三種用於觀察不同波長伽瑪射線暴的儀器：突發警報望遠鏡(BAT)、x射線望遠鏡(XRT)和紫外/光學望遠鏡(UVOT)，用NASA的話說，斯威夫特的主要目標是：

1、確定伽馬暴的來源

2、對伽馬暴進行分類，尋找新的類型

3、確定突發如何演變和與周圍環境的相互作用

4、利用伽馬暴來研究早期宇宙

5、對天空進行第一次靈敏的硬x射線測量

斯威夫特任務亮點

斯威夫特在最初幾年的工作中積累了一些有趣的觀測數據，包括連續快速地探測到一個黑洞的多次爆發，收集了2005年有史以來最遙遠的一次爆炸的數據，以及在2007年發現了據說是最接近的中子星。超大質量黑洞在它們的母星系合併時發出硬x射線。在這一發現之前，科學家們並不確定高能爆炸是如何發生的。同樣是在那一年，斯威夫特發現了一束強力的x射線，使望遠鏡短暫失明。這一事件被稱為GRB 100621A，宇宙距離x射線中所見過的最亮的光源。幸運的是，望遠鏡很快就恢復了，數據顯示，當它達到最大亮度時，爆發會每秒釋放143000個x射線光子。最亮的連續x射線源比這要暗140倍；它是一顆中子星，每秒發出10000個x射線光子，斯威夫特在2010年達到了第500次觀測伽馬暴的里程碑。

斯威夫特在馬里蘭州格林貝爾特的戈達德太空飛行中心的首席研究員尼爾·蓋恩斯在當時的一次採訪中說：一方面這只是一個數字，但另一方面，這是一個非凡的里程碑，每一次伽馬射線爆發都會揭開一個新的謎團，一幅更清晰的畫面正在浮現。斯威夫特在2011年研究了一場不同尋常的長而明亮的爆炸，天文學家懷疑這是一顆被撕裂的恆星，還是別的什麼東西。巴爾的摩太空望遠鏡科學研究所的Andrew Fruchter在一份聲明中說：在我們自己的銀河系中，有一些天體可以產生多次的爆發，但它們的威力要比我們現在看到的要小几千到幾百萬倍，這是真正非凡的。與此同時，在2012年記錄的另一次x射線爆炸被認為是銀河系隱藏黑洞的證據。斯威夫特t是天文台網路的一部分，該網路在2017年8月17日觀測了一對碰撞的中子星，用伽瑪射線、x射線、光學波長甚至引力波(激光干涉引力波天文台在2015年首次探測到時空的漣漪)觀測這一事件。

其他團隊也產生了有趣的結果。2016年斯皮策太空望遠鏡的工作揭示了更多關於褐矮星的信息。這種物體在天空中很難被發現。在2011年公布的結果中，斯威夫特參與了對一顆名為596白拉(Scheila)的小行星的觀測，這顆小行星可能在撞擊後變得明亮。在2017年宣布的一項發現中，該望遠鏡還幫助發現了嵌在附近巨大仙女座星系中的脈衝星。馬里蘭大學(University of Maryland, UMD)的副研究科學家丹尼斯·博德維茨(Dennis Bodewits)說：該望遠鏡於2017年被短暫地重新設計，以觀測一顆彗星——41P/ Tuttle-Giacobini-Kresak，它經歷了「迄今為止最大但也是最快的彗星自轉變化。斯威夫特的貢獻是用它的紫外線/光學望遠鏡觀測彗星噴射；在那裡它可以看到由羥基分子發出的紫外線，這是陽光與氣體相互作用時形成的。

博科園-科學科普｜文：Elizabeth Howell/Space

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