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Swift: Die Jagd nach Gammastrahlen-Ausbrüchen
9.November 2004, Frank Erhardt. Swift ist das erste Multi-Wellenlängen-Observatorium seiner Art, dazu entwickelt die Wissenschaft der Gammastrahlen-Ausbrüche (GRB) zu untersuchen. Seine drei Instrumente werden dabei zusammenarbeiten GRBs und ihr Nachglühen, im Röntgen-, Gamma- und optischen Bereich, zu beobachten.

Swifts drei wissenschaftliche Instrumente arbeiten zusammen um soviel wie möglich über Gammastrahlen-Ausbrüche in Erfahrung zu bringen. (Quelle: NASA/GSFC)
Das Raumschiff und die Instrumente

Swift's drei Instrumente arbeiten zusammen um soviel wie möglich über jeden Ausbruch in Erfahrung zu bringen. Swift´s Untersuchungen, bei mehreren Wellenlängen, der GRBs und ihres Nachglühens laufen vollständig simultan ab. Das Röntgenteleskop (XRT) und die Ultraviolet/Optischen Teleskope (UVOT), haben übereinstimmende Sichtbereiche, beide innerhalb des "Burst Alert Telescope" (BAT) Sichtfeldes, so dass jede Quelle in allen drei Wellenlängenbereichen beobachtet werden kann.

Wenn ein GRB auftritt, wird das BAT dass erste Instrument sein, das es bemerkt. Innerhalb von 10 Sekunden nach dem Auslöser durch den Ausbruch, liefert das BAT die Koordinaten des Ausbruchs, die dann zu Beobachtern auf der Erde übermittelt werden. Zusätzlich werden die Daten des BAT an das Swift Raumschiff weitergegeben, so dass eine Richtungsänderung eingeleitet werden kann, die den GRB in das Sichtfeld des XRT und UVOT bringt.

Innerhalb von einer Minute nach dem Ausbruch spezifiziert das XRT die Koordinaten des BAT. Das UVOT liefert nach etwa 200 Sekunden eine noch genauere Lokalisierung. In der Zwischenzeit nimmt das BAT ein Bild davon auf, wie sich der Ausbruch mit der Zeit entwickelt. Röntgenspektren sind dann nach etwa 20 Minuten verfügbar, und die UVOT Filter benötigen für einen vollständigen Durchlauf ungefähr 2 Stunden. Zusammen liefern diese Beobachtungen ein genaues Bild der Entwicklung des GRB und seines Nachglühens mit der Zeit, für drei verschiedene Wellenlängenbereiche.

Sind die Teleskope nicht damit beschäftigt einen neuen GRB zu untersuchen, führen sie automatisierte Aufgaben durch, die unter anderem die Langzeitbeobachtung von GRBs beinhalten.

Swift und andere Teleskope

Vergangene und aktuelle Verbesserungen im Verständnis von GRBs kamen durch die Kooperation von vielen Teleskopen, die alle bei unterschiedlichen Wellenlängen beobachteten, zusammen. Auch wenn Swift bei mehreren Wellenlängen gleichzeitig Beobachtungen durchführen kann, ist die fortgesetzte Untersuchung auch durch weitere Teleskope unbedingt notwendig.

Swift erleichtert dabei die GRB Forschung auf zwei Wegen. Erstens liefert Swift GRB Koordinaten sobald sie zur Verfügung stehen. Dies erlaubt es den Forschern sofortige Beobachtungen mit Satelliten und Teleskopen zu beginnen, wenn diese möglich sind. Zweitens, wenn ein GRB von einem anderen Teleskop beobachtet wird, können die Daten schnell zu Swift hochgeladen werden, damit es schnelle Beobachtungen dieses Ausbruchs durchführen kann.

Die Instrumente im Einzelnen  

Burst Alert Telescope (BAT)

Mit seinem großen Sichtfeld und seiner hohen Empfindlichkeit, wird das BAT etwa 100 Gammastrahlen-Ausbrüche pro Jahr entdecken. Wenn ein Ausbruch entdeckt wurde, berechnet das BAT schnell seine Koordinaten. Das BAT hat noch eine weitere wissenschaftliche Aufgabe: eine komplette Übersicht des Himmels im Bereich der "harten" Röntgenstrahlung. Während es nach GRBs Ausschau hält, sammelt es alle 5 Minuten Karten im Röntgenbereich. Innerhalb der Lebenszeit des Teleskops wird so eine komplette Karte des Himmels entstehen, die 20 Mal genauer ist als die Karte aus der letzten Beobachtung aus den späten 70er Jahren.

X-ray Telescope (XRT)

Das XRT wird Bilder und Lichtenergien (Spektra) des Nachglühens aufnehmen, das einem GRB folgt. Diese Bilder werden dazu genutzt, um die Position genauer zu bestimmen, als es durch das BAT möglich ist. Wissenschaftler werden die Daten dieser Spektren dazu nutzen die chemischen Elemente zu untersuchen, die in diesen Explosionen erzeugt werden, und dabei mehr über die Umgebung im Raum zwischen uns und der Quelle herauszufinden.

UltraViolet/Optical Telescope (UVOT)

Genau wie das XRT wird das UVOT nach einem GRB, Bilder und Spektren des Nachglühens aufzeichnen. Das UVOT wird außerdem Bilder der Explosion im sichtbaren und ultravioletten Bereich produzieren, und somit den Wissenschaftlern mehr über die inneren Vorgänge dieses Phänomens zeigen. Die hochauflösenden UVOT Bilder verbessern die Bestimmung der Position des GRB noch weiter. Das UVOT wird zusätzlich Spektren liefern, die dazu genutzt werden können die Entfernung zu dieser gewaltigen Explosion zu bestimmen.    
Übersetzung: Frank Erhardt Science@NASA Deutsche Version
Quelle: NASA zur Startseite...
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