Neil Gehrels Swift（尼爾·蓋勒斯·斯威夫特）空間天文臺(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(yuǎn)鏡，用來搜尋伽瑪射線暴，伽瑪射線暴是宇宙中每天發(fā)生一次的巨大爆炸。研究人員使用Swift和其他設(shè)備來探測這些爆發(fā)，以了解它們的起源。斯威夫特于2004年11月20日從佛羅里達(dá)州奧蘭多附近的卡納維拉爾角空軍基地發(fā)射。最初計劃進(jìn)行為期兩年的任務(wù)，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，后者在前一年去世。
發(fā)展和科學(xué)目標(biāo)
博科園-科學(xué)科普天文學(xué)家認(rèn)為，伽瑪射線暴(GRBs)不是來自大質(zhì)量恒星的超新星爆炸，就是來自被稱為中子星的兩顆致密超新星殘骸碰撞。如果這些爆發(fā)發(fā)生在離地球足夠近的地方，所產(chǎn)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(yuǎn)處看，伽瑪射線暴(GRBs)仍然很有趣，因為它們提供了關(guān)于恒星如何演化的信息。1967年在美國空軍的一顆名為Vela的衛(wèi)星上首次發(fā)現(xiàn)了伽瑪射線暴，這顆衛(wèi)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臺在太空搜尋伽瑪射線暴的藝術(shù)作品。圖片：Spectrum Astro
但根據(jù)美國宇航局戈達(dá)德太空飛行中心(Goddard Space Flight Center)的數(shù)據(jù)，早期的伽瑪射線探測儀在計算伽瑪射線發(fā)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(fā)生在銀河系，或者更遠(yuǎn)的地方。過去可能搜尋伽馬射線暴的任務(wù)包括NASA的康普頓伽馬射線天文臺和一顆名為BeppoSAX的意大利x射線衛(wèi)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(shù)億到數(shù)十億光年之外。但是科學(xué)界說，有必要建立一個觀測站，在它發(fā)生后的瞬間，就可以自動地旋轉(zhuǎn)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后，斯威夫特在2004年6月30日之前被選中參賽。根據(jù)美國國家航空航天局(NASA)的數(shù)據(jù)，此次任務(wù)的成本上限是1999年的1.4億美元，而斯威夫特預(yù)計將花費1.35億美元。斯威夫特包括三種用于觀察不同波長伽瑪射線暴的儀器：突發(fā)警報望遠(yuǎn)鏡(BAT)、x射線望遠(yuǎn)鏡(XRT)和紫外/光學(xué)望遠(yuǎn)鏡(UVOT)，用NASA的話說，斯威夫特的主要目標(biāo)是：
1、確定伽馬暴的來源
2、對伽馬暴進(jìn)行分類，尋找新的類型
3、確定突發(fā)如何演變和與周圍環(huán)境的相互作用
4、利用伽馬暴來研究早期宇宙
5、對天空進(jìn)行第一次靈敏的硬x射線測量
斯威夫特任務(wù)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(shù)據(jù)，包括連續(xù)快速地探測到一個黑洞的多次爆發(fā)，收集了2005年有史以來最遙遠(yuǎn)的一次爆炸的數(shù)據(jù)，以及在2007年發(fā)現(xiàn)了據(jù)說是最接近的中子星。超大質(zhì)量黑洞在它們的母星系合并時發(fā)出硬x射線。在這一發(fā)現(xiàn)之前，科學(xué)家們并不確定高能爆炸是如何發(fā)生的。同樣是在那一年，斯威夫特發(fā)現(xiàn)了一束強(qiáng)力的x射線，使望遠(yuǎn)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(yuǎn)鏡很快就恢復(fù)了，數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)它達(dá)到最大亮度時，爆發(fā)會每秒釋放143000個x射線光子。最亮的連續(xù)x射線源比這要暗140倍；它是一顆中子星，每秒發(fā)出10000個x射線光子，斯威夫特在2010年達(dá)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(dá)德太空飛行中心的首席研究員尼爾·蓋恩斯在當(dāng)時的一次采訪中說：一方面這只是一個數(shù)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(fā)都會揭開一個新的謎團(tuán)，一幅更清晰的畫面正在浮現(xiàn)。
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(xué)家懷疑這是一顆被撕裂的恒星，還是別的什么東西。巴爾的摩太空望遠(yuǎn)鏡科學(xué)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(chǎn)生多次的爆發(fā)，但它們的威力要比我們現(xiàn)在看到的要小幾千到幾百萬倍，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(rèn)為是銀河系隱藏黑洞的證據(jù)。斯威夫特t是天文臺網(wǎng)絡(luò)的一部分，該網(wǎng)絡(luò)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(xué)波長甚至引力波(激光干涉引力波天文臺在2015年首次探測到時空的漣漪)觀測這一事件。
其他團(tuán)隊也產(chǎn)生了有趣的結(jié)果。2016年斯皮策太空望遠(yuǎn)鏡的工作揭示了更多關(guān)于褐矮星的信息。這種物體在天空中很難被發(fā)現(xiàn)。在2011年公布的結(jié)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后變得明亮。在2017年宣布的一項發(fā)現(xiàn)中，該望遠(yuǎn)鏡還幫助發(fā)現(xiàn)了嵌在附近巨大仙女座星系中的脈沖星。
馬里蘭大學(xué)(University of Maryland, UMD)的副研究科學(xué)家丹尼斯·博德維茨(Dennis Bodewits)說：該望遠(yuǎn)鏡于2017年被短暫地重新設(shè)計，以觀測一顆彗星——41P/ Tuttle-Giacobini-Kresak，它經(jīng)歷了“迄今為止最大但也是最快的彗星自轉(zhuǎn)變化。斯威夫特的貢獻(xiàn)是用它的紫外線/光學(xué)望遠(yuǎn)鏡觀測彗星噴射；在那里它可以看到由羥基分子發(fā)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(xué)科普｜文：Elizabeth Howell/Space
博科園-傳遞宇宙科學(xué)之美
