Swift Gamma Ray Burst Explorer: differenze tra le versioni

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{{Missione spaziale

|nome_missione = Explorer 84 - Swift

|proponente = [[NASA]]

|foto_veicolo = Nasa swift satellite.jpg

|orbita = [[orbita polare]]

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La Senior Review 2014 della NASA ha proposto il prolungamento di Fermi al [[2018]], con un controllo intermedio nel [[2016]]. Swift è risultata essere la missione con la maggior produttività scientifica rispetto al costo.

Contrariamente a quanto comunemente accade per i satelliti il nome non è un [[acronimo]] ma si rifà al nome inglese del [[Apus apus|rondone]], uno degli uccelli dal volo più agile e veloce, ed è stato scelto per richiamare la rapidità di puntamento del satellite<ref>[http://swift.sonoma.edu/about_swift/name.html La spiegazione del nome dal sito ufficiale] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080723174653/http://swift.sonoma.edu/about_swift/name.html |date=23 luglio 2008 }}.</ref> garantita da un [[giroscopio|sistema giroscopico]] controllato da [[motore elettrico|motori elettrici]].

Il satellite è frutto di una collaborazione tra la [[Stati Uniti d'America|statunitense]] NASA, l'[[italia]]na [[Agenzia spaziale italiana|ASI]] e il [[Particle Physics and Astronomy Research Council|PPARC (Particle Physics and Astronomy Research Council)]] (a cui sono subentrati l'[[UK Space Agency|Agenzia Spaziale Britannica]] ed il [[Science & Technology Facilities Council]]). Il centro operativo della missione è gestito dalla [[Pennsylvania State University]], la principale base terrestre è il [[Centro spaziale Luigi Broglio]] a [[Malindi]], in [[Kenya]], mentre l'archiviazione dei dati è svolta al [[Goddard Space Flight Center]] (copie dell'archivio sono mantenute anche dall'[[Agenzia spaziale italiana|ASI]] e dall'[[Università di Leicester]]). L'ASI e l'[[Osservatorio astronomico di Brera]] hanno contribuito anche alla strumentazione.

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* BAT (Burst Alert Telescope, letteralmente ''Telescopio (capace di dare) allerta per il lampo'')<ref>[http://swift.sonoma.edu/about_swift/general_faq.html#bat_specs Le specifiche di BAT dal sito ufficiale] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180624050438/http://swift.sonoma.edu/about_swift/general_faq.html#bat_specs |date=24 giugno 2018 }}.</ref>: si tratta di uno strumento sensibile a fotoni di energia nella banda tra 15 e {{M|150|ul=keV}}. In astronomia questa banda viene generalmente indicata come banda dei [[raggi X]] duri o, alternativamente, dei [[raggi gamma]] molli. BAT impiega una maschera codificata per realizzare immagini del cielo basandosi sul principio della [[stenoscopia]]. Questa tecnologia è stata scelta poiché è molto difficile focalizzare i raggi gamma con le usuali tecniche basate su specchi o lenti. La struttura consta di 52&nbsp;000 piastrine di schermatura da 5&nbsp;mm in [[piombo]] distribuite secondo un complesso schema ad una distanza di un metro dalle {{formatnum:32768}} piastrine da 4&nbsp;mm in CZT ([[Spettroscopia gamma|tellururo di cadmio drogato con zinco]]) per la rilevazione dei [[raggi X]] duri. L'importante funzione di BAT è di individuare i GRB (ed in generale qualunque fenomeno transiente celeste di alta energia) e per svolgere questo compito efficacemente è stato progettato con un ampio campo di vista. Copre infatti una frazione significativa del cielo, corrispondente ad un angolo solido di 1 [[steradiante]] con alta sensibilità ed un angolo di 3 [[steradiante|steradianti]] con sensibilità inferiore (la visione completa del cielo richiederebbe un angolo di 4π, pari a circa 12.6 steradianti). Avvistato un lampo, entro 15 secondi ne determina la posizione con una precisione di 1÷4 [[Primo (geometria)|arcominuti e]] la trasmette a terra per facilitare il puntamento di altri telescopi.<ref>{{Cita web|url=http://www.brera.inaf.it/~swift/SWIFT/POESw/BAT.html|titolo=BAT - Burst Alert Telescope|curatore=INAF|accesso=11 aprile 2023}}</ref>

* XRT (X-ray Telescope, letteralmente ''Telescopio a [[raggi X]]'')<ref>[http://swift.sonoma.edu/about_swift/general_faq.html#xray_specs Le specifiche di XRT dal sito ufficiale] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180624050438/http://swift.sonoma.edu/about_swift/general_faq.html#xray_specs |date=24 giugno 2018 }}.</ref>: utilizza un [[telescopio Wolter|telescopio Wolter di tipo I]] ed è abbinato ad un sensore (di tipo [[Dispositivo ad accoppiamento di carica|CCD]]) per [[fotone|fotoni]] di energia compresa tra 0,2 e 10 [[Elettronvolt|keV]]. Il campo di vista di XRT è di circa 25 [[Primo (geometria)|arcominuti]]. La focalizzazione dei [[fotone|fotoni]] permette ad XRT di migliorare la localizzazione della sorgente individuata da BAT arrivando ad un'incertezza di 3,6 [[Secondo (geometria)|arcosecondi]]. Oltre a migliorare la localizzazione del transiente, questo strumento molto sensibile permette di analizzare lo spettro del transiente o dell'emissione residua dei GRB (detta afterglow), la cui durata può protrarsi per giorni o settimane.

* UVOT (Ultraviolet/Optical Telescope, letteralmente ''Telescopio ultravioletto/ottico'')<ref>[http://swift.sonoma.edu/about_swift/general_faq.html#uv/opt_specs Le specifiche di UVOT dal sito ufficiale] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20180624050438/http://swift.sonoma.edu/about_swift/general_faq.html#uv/opt_specs |date=24 giugno 2018 }}.</ref>: si tratta di un telescopio realizzato con una configurazione [[Ritchey-Chrétien]] modificata e con uno [[specchio primario]] da 30&nbsp;cm. Il campo di vista UVOT è di circa 17 [[Primo (geometria)|arcominuti]]. È sensibile nelle [[lunghezza d'onda]] dal visibile all'[[ultravioletto]] (170&nbsp;– 600&nbsp;nm). Nonostante le dimensioni modeste dello specchio, il vantaggio di operare al di fuori del grosso dell'[[atmosfera]] terrestre gli consente di avere un'ottima sensibilità (paragonabile a quella di un telescopio da 4&nbsp;m sulla Terra) e di raggiungere una risoluzione inferiore all'[[Secondo (geometria)|arcosecondo]].

Questi tre strumenti sono stati progettati in funzione della sofisticata strategia osservativa di Swift. Swift infatti pattuglia il cielo con BAT, lo strumento a grande campo di vista, osservandone il 50-80% ogni giorno alla ricerca di [[lampo gamma|lampi gamma]]. Quando un lampo viene avvistato da BAT, il sistema di controllo automatico permette di inquadrare rapidamente la regione del lampo anche con XRT ed UVOT, strumenti molto sensibili, ma dal campo di vista più piccolo. Entro 20 secondi dalla rilevazione di BAT, inizia il ripuntamento, che si completa generalmente entro pochi minuti. Così XRT ed UVOT iniziano a raccogliere informazioni sul lampo entro qualche minuto dal rilevamento iniziale.<ref>[http://swift.gsfc.nasa.gov/docs/swift/about_swift/factsheet.pdf Opuscolo divulgativo di Swift] {{webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090321085529/http://swift.gsfc.nasa.gov/docs/swift/about_swift/factsheet.pdf |data=21 marzo 2009 }}.</ref><ref>[http://www.swift.ac.uk/aboutswift.shtml Schema del funzionamento del sistema di autocorrezione del puntamento].</ref>

Questa rapidità, che sarebbe difficile da raggiungere se fosse necessario un intervento umano, consente sia di ottenere rapidamente posizioni via via più precise, utili per puntare altri strumenti, sia di raccogliere preziose informazioni sul lampo in diverse bande energetiche sin dai primi istanti del fenomeno.

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=== Gamma-ray Burst (GRB) o lampi gamma ===

La rapidità di ripuntamento e la precisa localizzazione nella [[sfera celeste]] fanno di Swift uno strumento ideale per l'identificazione e lo studio delle sorgenti rapidamente transienti come i [[lampo gamma|lampi gamma]] o Gamma-ray Burst (GRB). In media Swift identifica 100 nuovi GRB ogni anno, di cui 90 GRB lunghi. La rapida diffusione della posizione dei GRB individuati da Swift ha portato alla misura la distanza per circa un terzo di questi. Questo consente di studiare dal punto di vista statistico la popolazione dei GRB lunghi deducendo, per esempio, quali siano la loro distribuzione lungo la storia dell'universo e le distribuzioni delle loro principali proprietà fisiche nel sistema di riferimento a riposo delle sorgenti. Le osservazioni dello strumento XRT a bordo di Swift hanno permesso la caratterizzazione delle prime fasi della [[curva di luce]] della coda di emissione nei [[raggi X]] e l'individuazione di brevi ma intensi brillamenti successivi all'emissione gamma che si ritengono legati all'attività del motore centrale. Riguardo allo studio dei [[lampo gamma|lampi gamma]] corti (circa il 10% dei GRB identificati), il satellite Swift ha segnato una vera svolta. Infatti per la prima volta Swift ha permesso l'identificazione della coda di emissione nei [[raggi X]] per i GRB corti, la misura precisa delle loro coordinate spaziali e, di conseguenza, quella della loro distanza.

Di seguito si riporta una breve lista di [[lampo gamma|lampi gamma]] notevoli individuati da Swift:

* 9 maggio [[2005]]: [[GRB 050509b]], lampo gamma della durata di un ventesimo di [[secondo]]; è il primo caso di localizzazione di un lampo di breve durata.

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* 13 giugno [[2013]]: GRB 130603B: La perfetta e rapida localizzazione nel cielo di questo lampo gamma di breve durata permette di rivelare grazie a osservazioni del [[Telescopio Spaziale Hubble]] la presenza di un [[kilonova]] associata all'evento.<ref>[https://www.nature.com/nature/journal/vnfv/ncurrent/full/nature12505.html A ‘kilonova’ associated with the short-duration γ-ray burst GRB 130603B].</ref> Questa è la prima evidenza diretta che i [[lampo gamma|lampi gamma]] corti si generano a seguito della fusione di due oggetti celesti superdensi.<ref>[http://www.media.inaf.it/2013/07/18/grb-origine-oro Lampi gamma tutti d'oro].</ref>

* novembre [[2013]]: viene pubblicata l'enorme mole di dati raccolta dallo studio del lampo gamma GRB 130427A. Si tratta, tra i GRB, dell'evento che ha prodotto i fotoni di più alta energia mai osservati e ha brillato in raggi gamma per oltre 20 ore.<ref>[http://www.media.inaf.it/2013/11/21/quel-mostro-di-lampo-gamma/ Quel mostro di lampo gamma].</ref>

* 4 dicembre [[2013]]: la combinazione delle tempestive osservazioni condotte dal satellite Swift e dal [[telescopio robotico]] Liverpool Telescope permettono di registrare una consistente quantità di radiazione polarizzata nella luce emessa dal lampo di raggi gamma GRB 120308 e di indagare le caratteristiche del campo magnetico attorno ad esso.<ref>[http://www.media.inaf.it/2013/12/04/metti-un-grb-nel-mirino/ Metti un GRB nel mirino].</ref>

* maggio [[2014]]: viene osservata in tempo reale, dal Keck e con Swift, l'esplosione di una [[stella gigante]] in una galassia a 360 milioni di anni luce da noi.<ref>[http://www.media.inaf.it/2014/05/21/wolf-rayet-ha-fatto-il-botto-sniib/ Morte in diretta d'una stella di Wolf-Rayet].</ref>

* luglio [[2014]]: le accurate indagini su un eccezionale lampo di raggi gamma durato quasi 6 ore rivelano che a generarlo sia stata, quasi 4 miliardi di anni fa, l'esplosione di una stella di grandissima massa e con una composizione assai simile a quella che dovevano avere i primi astri, ben più antichi, che si sono accesi nell'universo oltre 13 miliardi di anni fa.<ref>[http://www.media.inaf.it/2014/07/11/la-radiazione-da-una-stella-primordiale/ La radiazione da una stella primordiale].</ref>

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Oltre 150.000 sorgenti puntiformi nei raggi X tra cui [[stella|stelle]], [[galassia|galassie]] e [[buco nero|buchi neri]] compongono il vasto catalogo ottenuto grazie alle osservazioni del telescopio XRT a bordo del satellite Swift, il 'cacciatore' di [[lampo gamma|lampi gamma]] della NASA. Il sensibile telescopio XRT di Swift infatti raccoglie continuamente informazioni non solo sulle sorgenti verso cui è puntato, ma anche su quelle nelle loro immediate vicinanze. Tutte queste informazioni sono raccolte in un catalogo continuamente aggiornato (l'ultima edizione è stata pubblicata nel dicembre 2013).<ref>[http://www.media.inaf.it/2013/12/17/come-affollato-il-cielo-x-di-swift/ Com'è affollato il cielo X di Swift].</ref>

== Catalogo BAT ==

Nel campo delle sorgenti non variabili nella banda X dura l'avanzamento è più lento. Il telescopio BAT ogni giorno osserva gran parte del cielo e per scoprire nuove sorgenti bisogna sommare giorno dopo giorno i dati raccolti. In questo modo i progressi, ovvero le sorgenti rivelate, crescono all'incirca con la radice quadrata del tempo di osservazione. È una crescita lenta, ma sicura. Il catalogo delle sorgenti (variabili e non) viste nella banda 15-150 keV compilato con i dati BAT rappresenta la più dettagliata mappa del cielo nei [[raggi X]] duri attualmente disponibile.<ref>[https://heasarc.nasa.gov/docs/swift/results/bs58mon/ Swift BAT 58-Month Hard X-ray Survey] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20111024060921/http://heasarc.nasa.gov/docs/swift/results/bs58mon/ |date=24 ottobre 2011 }}.</ref> È un importante database di riferimento che contiene le sorgenti brillanti nella nostra [[Via Lattea|galassia]] e [[nucleo galattico attivo|nuclei galattici attivi]] rivelati fino a [[spostamento verso il rosso]] pari a 4 (questi hanno tutti un [[buco nero supermassiccio|buchi neri supermassivi]] al loro centro).

== Note ==