Swifts teleskop afslører fødsler, dødsfald og sammenstød af stjerner gennem 1 million snapshots i UV

Tænk, hvis farvekameraet aldrig var blevet opfundet, og alle vores billeder var i sort/hvid. Verden ville stadig se smuk ud, men ufuldstændig. I tusinder af år, det var sådan, mennesker så universet. På jorden, vi kan kun se en del af det lys, som stjerner udsender.

Meget af det, vi ikke kan se – i det infrarøde, den ultraviolette, røntgenstrålen og gammastrålens bølgelængder – blokeres af jordens atmosfære. For det meste, det er en god ting. Atmosfæren fanger infrarødt lys, der holder Jorden varm om natten og blokerer højenergi ultraviolet lys, røntgenstråler og gammastråler, beskytte os mod dødelig kosmisk stråling, mens den lukker synlige dele af lysspektret ind. For astronomer, imidlertid, dette har en ulempe:Vi ser på universet med et lukket øje, ude af stand til at modtage al den information, universet sender til os.

Lanceret den 20. november, 2004, og kredser i en højde på 340 miles, NASAs Neil Gehrels Swift Observatory har tre teleskoper, der overvåger universet ved hjælp af bølgelængder af lys, der er blokeret af Jordens atmosfære. Disse omfattede røntgenteleskopet, det gammastrålesensitive Burst-Alert Telescope og det ultraviolette optiske teleskop (UVOT). UVOT leverede for nylig sit 1 millionte billede - data, som astrofysikere som mig bruger til at få indsigt i alt fra universets oprindelse til den kemiske sammensætning af nærliggende kometer.

Ser på fødslen af ​​sorte huller

Swifts primære mission er at studere efterglød af gammastrålesprængninger (GRB'er) - som dokumenterer fødslen af ​​sorte huller. Sorte huller er smedet i de mest voldsomme eksplosioner i universet - eksplosionen af ​​en massiv stjerne eller sammensmeltningen af ​​to neutronstjerner (de skrumpede skaller, der er tilbage fra tidligere stjerneeksplosioner). Disse eksplosioner er så kraftige – de producerer titusinder til hundreder af milliarder gange mere energi end solen – at selvom de forekommer milliarder af lysår væk fra Jorden, de kan stadig detekteres af instrumenter som Swift. Faktisk, de første GRB'er blev opdaget af Vela -satellitterne, som blev bygget til at opdage eksplosionerne af atomvåben.

Over næsten 14 år, Swift har studeret over tusind GRB'er. Derved, den har afsløret, hvad der driver dem og givet os et glimt ind i kosmos længste strækninger, til det tidspunkt, hvor de første stjerner blev dannet efter Big Bang.

Imidlertid, en af ​​de ting, du lærer, når du arbejder på en rumteleskopmission, er, at hvis du bygger det, de vil komme. Missionen leverer muligheder for astrofysikernes samfund-samtidig røntgen-/UV-billeddannelse og en hurtig reaktion på anmodninger om at observere og fotografere bestemte dele af himlen-som kun er tilgængelige for Swift. Vi kan fokusere vores teleskoper på et objekt af interesse inden for få timer efter en "Mulighedsmål"-anmodning via vores hjemmeside, noget ingen anden mission kan gøre. UVOT udfylder også en vigtig niche ved at observere større områder af himlen, end der kan observeres med de mere kraftfulde UV-instrumenter ombord på Hubble-rumteleskopet. Disse egenskaber har vist sig at være en velsignelse for samfundet og gjort det muligt at studere alle slags objekter og fænomener ud over GRB'er.

Swifts opdagelser med ultraviolet hjælp

Nærliggende galakser er fulde af aktivitet med nye stjerner, der dannes. Swift er i stand til at fange panoramiske ultraviolette billeder, der fremhæver de yngste, mest massive stjerner i disse galakser. Dette giver os indsigt i, hvad universet har lavet i løbet af de sidste par hundrede millioner år. Mit forskerholds arbejde har fokuseret på nærliggende galakser - som Andromeda og Magellanske skyer - for at afsløre, hvilke processer der driver deres fortid og igangværende stjernedannelse.

Med UVOT, vi får et meget bedre overblik over supernovaeksplosioner. Disse kan opstå, når en hvid dværg, en rest af en stjerne som solen, eksploderer, eller under en massiv stjernes sidste dødsgreb, mere end otte gange solens masse. Disse begivenheder genererer enorme mængder ultraviolet lys, og Swift har en unik evne til at observere dem inden for få timer efter opdagelse.

Kometer fejer gennem vores solsystem, forvandler sig fra en frossen fast kugle til en damp, når de nærmer sig solen og skaber storslåede haler af ioniserede partikler. Swift studerer disse kometer, og analyserer deres kemiske sammensætning ved at bryde det lys, de udsender, til forskellige bølgelængder. Swift giver også forskere mulighed for at måle en komets rotation ved at se, hvordan lyset ændrer sig over tid. Dette har afsløret, at voldsomme udbrud på kometoverfladen dramatisk kan ændre en komets vej.

En af de mest spændende opdagelser, Swift gjorde, var forbundet med den nylige opdagelse af gravitationsbølger af Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO). Gravitationsbølger er forvrængninger i rumtidens struktur skabt af bevægelser af ekstremt massive objekter. I august 2017, to neutronstjerner stødte sammen i en fjern galakse, skabe gravitationsbølger, der er kraftige nok til at blive opdaget på Jorden. Swift var en af ​​en hær af teleskoper, der ledte efter kilden til gravitationsbølgerne. Den gale kamp i løbet af de få dage førte til en af ​​de mest spændende opdagelser i det sidste årti – et lysende efterglød fra kilden til gravitationsbølgerne. Dette har åbnet op for nye grene af videnskaben ved at forbinde en ny måde at studere universet på – gennem gravitationsbølger – til den traditionelle måde – gennem lys.

UVOT har taget snapshots af universet siden 2004 og har endelig stablet sit millionte billede op. Dets succes er et vidnesbyrd om det internationale team af ingeniører, videnskabsmænd og ansatte ved de tre institutioner, der støtter det – Pennsylvania State University; Mullard Space Science Laboratory i Surrey, England; og NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. Det har været mit privilegium at være en del af dette team i de sidste ni år. Hvad bringer fremtiden for UVOT? Vi håber at finde flere kilder til gravitationsbølger, undersøge nærliggende galakser, studere endnu flere supernovaer, og overvåge, hvordan objekter i universet ændrer sig over tid.

Her er de næste millioner billeder.

Denne artikel blev oprindeligt publiceret på The Conversation. Læs den originale artikel.