Teleskop Swift NASA zarejestrował 2000 rozbłysków gamma, a teraz spadnie na Ziemię

Obserwatorium Neil Gehrels Swift należące do NASA, kosmiczny teleskop, który przez dwie dekady ścigał się z czasem, by uchwycić najpotężniejsze eksplozje we wszechświecie, zakończyło pracę naukową. Leci teraz tak nisko, że rozrzedzona górna atmosfera hamuje je na tyle mocno, iż teleskopy nie są w stanie stabilnie utrzymać celu, a robotyczny statek wysłany, by wypchnąć je wyżej, nigdy nie zdołał go pochwycić. W ciągu najbliższych tygodni Swift wejdzie z powrotem w atmosferę i spłonie.

Swift został zaprojektowany z myślą o dwuletniej misji podstawowej, a działał ponad dziesięć razy dłużej, wychwytując tysiące rozbłysków gamma, czyli krótkich błysków promieniowania uwalnianych, gdy zapadają się masywne gwiazdy albo zderzają się martwe gwiazdy. Jego koniec pozbawia astronomów jedynego teleskopu, który potrafił dostrzec takie błyski i obrócić się, by zbadać je w ciągu mniej więcej minuty.

„Swift przyniósł krajowi niesamowity, trwały zwrot z inwestycji: zaprojektowany na dwuletnią misję podstawową, pracował owocnie ponad 10 razy dłużej”, mówi Shawn Domagal-Goldman, dyrektor Wydziału Astrofizyki w centrali NASA. Bilans agencji obejmuje ponad 2000 rozbłysków gamma, ponad 1400 supernowych, gwiazdy rozerwane przez czarne dziury, komety, planetoidy oraz około 7000 opublikowanych prac naukowych opartych na danych ze Swifta.

Polecana lekturaNASA wystrzelił teleskop Roman, który widzi 100 razy więcej nieba niż Hubble

Dlaczego teleskop na orbicie spada

Każdy satelita na niskiej orbicie okołoziemskiej ociera się o najdalsze strzępy atmosfery. Swift nie ma silnika, którym mógłby się temu przeciwstawić, a okres intensywnej aktywności słonecznej pogorszył sprawę: aktywne Słońce nagrzewa i rozdyma górną atmosferę, więc na tej samej wysokości satelita napotyka więcej powietrza.

Swift trafił na orbitę na wysokości około 600 kilometrów. Dziś znajduje się poniżej 275 kilometrów, znacznie niżej niż mniej więcej 400 kilometrów, na których krąży Międzynarodowa Stacja Kosmiczna. Na tej wysokości, jak podaje NASA, opór atmosfery jest zbyt silny, by teleskopy mogły stabilnie obserwować swoje cele. Agencja wyznaczyła punkt bez powrotu dla jakiejkolwiek misji ratunkowej na około 300 kilometrów.

Statek waży około 1450 kilogramów. „Choć możliwe, że ze względu na swój rozmiar część elementów statku Swift przetrwa wejście w atmosferę, prawdopodobieństwo, że szczątki spowodują poważne szkody materialne lub wyrządzą komuś fizyczną krzywdę, jest bardzo małe”, przekazała stacji CNN firma LeoLabs, zajmująca się śledzeniem obiektów kosmicznych. Jak dodała firma, większość szczątków, które przetrwają, spada do oceanu lub na niezamieszkane tereny.

Akcja ratunkowa, której niewiele zabrakło

NASA naprawdę próbowała go ocalić. Agencja zapłaciła firmie Katalyst Space z Flagstaff w Arizonie 30 mln dolarów za zbudowanie robotycznego statku o nazwie LINK, który miał spotkać się ze Swiftem, chwycić go robotycznymi ramionami i wynieść z powrotem w stronę pierwotnej wysokości. Swift nigdy nie był do tego przystosowany: nie ma uchwytów ani mocowań, których mógłby się złapać statek serwisowy. Sukces oznaczałby, że po raz pierwszy komercyjny robot przechwycił bezzałogowego satelitę rządowego, którego nie zbudowano z myślą o serwisowaniu.

Katalyst zbudował LINK w niecały rok i wystrzelił go na rakiecie Pegasus XL zrzuconej z odrzutowego samolotu. Mniej więcej tydzień po starcie awaria przełącznika zasilania dotknęła jedno z jego kół reakcyjnych, czyli wirujących kół zamachowych, za pomocą których statek kosmiczny ustawia swoją orientację. Następnie niereagujący zawór silniczka manewrowego wprawił LINK w ruch wirowy, a potem doszło do drugiej awarii przełącznika. Przy dwóch z trzech kół reakcyjnych wyłączonych z pracy paliwo zużyte na wyhamowanie obrotów sprawiło, że na bezpieczne przechwycenie zostało go za mało.

NASA i Katalyst odwołały akcję ratunkową. LINK zdołał jeszcze zbliżyć się do Swifta na odległość od 12 do 15 kilometrów i sfotografować go, zanim sam spłonął. „Byliśmy bardzo, bardzo blisko”, przyznaje Kieran Wilson z firmy Katalyst w wystąpieniu przed komisją astronomiczną amerykańskich Akademii Narodowych. Administrator NASA Jared Isaacman ujmuje to tak: „To nie jest wynik, do którego dążyliśmy, ale nie zmienia to tego, dlaczego warto było podjąć tę misję”.

Na Ziemi zespół z Penn State, który steruje Swiftem, próbował zyskać na czasie. Kontrolerzy lotu zastąpili cele naukowe takimi pozycjami na niebie, które utrzymywały statek w najbardziej opływowym ustawieniu, i na całe miesiące zrezygnowali z ukierunkowanych obserwacji. John Nousek, dyrektor misji w Penn State, określa te starania jako „pionierskie nowe metody minimalizowania oporu, jakiego doświadcza statek”. Gdy akcję ratunkową ograniczono, Swift wrócił do pracy z dwoma z trzech swoich instrumentów, aż opór atmosfery zakończył jego obserwacje.

Jak Swift zmienił badania kosmicznych eksplozji

Rozbłyski gamma trwają od ułamka sekundy do kilku minut, a przed erą Swifta zwykle gasły, zanim duże teleskopy zdążyły je odnaleźć. „Swift zaprojektowano jako satelitę przeznaczonego do badania rozbłysków gamma, wybuchów, które pojawiały się i znikały tak szybko, że nikt nie mógł wycelować w nie dużych teleskopów, by dowiedzieć się czegoś więcej”, mówi S. Bradley Cenko, kierownik naukowy misji w Centrum Lotów Kosmicznych Goddarda NASA. Szerokokątny detektor promieniowania gamma wychwytywał każdy rozbłysk, Swift przesyłał jego pozycję do obserwatoriów naziemnych i obracał swoje teleskopy, rentgenowski i ultrafioletowo-optyczny, by uchwycić gasnącą poświatę. „Zazwyczaj zajmowało to Swiftowi około minuty”, dodaje Cenko.

Ta szybkość rozwiązała długoletnią zagadkę. Krótkich rozbłysków gamma, które osiągają szczyt w czasie poniżej dwóch sekund, nigdy wcześniej nie udało się zlokalizować na tyle dokładnie, by zobaczyć ich poświatę. Swift uchwycił jeden, który trwał trzy setne sekundy, rejestrując zaledwie 11 fotonów rentgenowskich, a wynik przemawiał za hipotezą, że krótkie rozbłyski powstają w zderzeniach gwiazd neutronowych, czyli wielkich jak miasto pozostałości po gwiazdach, które eksplodowały.

Swift stał się też uniwersalnym teleskopem szybkiego reagowania. Astronomowie mogli zamawiać pilne obserwacje, które zlecano z Ziemi w ciągu kilku minut, a dzienny harmonogram potrafił pomieścić nawet 75 różnych celów. Wspólnie z teleskopem Fermi należącym do NASA odkrył GRB 221009A, nazwany BOAT od angielskiego skrótu oznaczającego „najjaśniejszy wszech czasów”, najbardziej energetyczny rozbłysk gamma, jaki kiedykolwiek zarejestrowano, odległy o około 2,4 miliarda lat świetlnych.

Swift zostawia archiwum ponad 1,5 miliona zdjęć z teleskopu ultrafioletowo-optycznego i łącznie około 12 terabajtów danych, co NASA porównuje do mniej więcej 600 filmów w wysokiej rozdzielczości. Wszystko to jest publicznie dostępne.

Czego koniec Swifta nie rozstrzyga

Dokładny dzień i miejsce wejścia w atmosferę wciąż nie są znane. NASA podaje jedynie, że nastąpi to w ciągu najbliższych tygodni, a moment ten zależy od aktywności słonecznej, która zmienia gęstość górnej atmosfery. Uspokajająca ocena ryzyka przytoczona wyżej pochodzi od firmy śledzącej obiekty kosmiczne, a nie z opublikowanej analizy NASA.

Większe otwarte pytanie brzmi: co przejmie rolę Swifta? NASA nie wskazała następcy. Domagal-Goldman mówi, że agencja „bada nasze możliwości wykorzystania i wzmocnienia floty istniejących teleskopów kosmicznych NASA, od komercyjnych rozwiązań szybko trafiających na orbitę po wydajne, innowacyjne nowe misje”. Kosmicznych błysków szukają już inne statki, między innymi chińsko-francuska misja SVOM i kierowana przez Chiny misja Einstein Probe, a Fermi wciąż obserwuje niebo w zakresie gamma. Na ile ta mieszanka zastąpi teleskop, który potrafił znaleźć rozbłysk i zbadać jego poświatę w ciągu mniej więcej minuty, astronomowie przekonają się dopiero w praktyce.

Jeśli chodzi o serwisowanie satelitów, według firmy Katalyst LINK pokazał, że mała firma potrafi w niecały rok zbudować i wysłać w kosmos robotycznego serwisanta z działającymi silniczkami i ramionami. Nigdy jednak nie udowodnił tego, co najtrudniejsze: pochwycenia statku, którego nigdy nie zbudowano z myślą o tym, by dało się go pochwycić.

Najczęstsze pytania o koniec teleskopu Swift

Kiedy teleskop Swift NASA spadnie na Ziemię?

NASA spodziewa się, że Swift wejdzie w atmosferę w ciągu najbliższych tygodni. Ostatnią obserwację naukową wykonał 20 października 2026 roku.

Czy szczątki spadającego teleskopu Swift są niebezpieczne?

Większa część statku ważącego około 1450 kilogramów powinna spłonąć. Firma LeoLabs, która śledzi obiekty kosmiczne, przekazała, że niektóre elementy mogą przetrwać, ale prawdopodobieństwo poważnych szkód lub wyrządzenia komuś krzywdy jest bardzo małe, a szczątki, które przetrwają, najpewniej spadną do oceanu lub na niezamieszkane tereny.

Dlaczego NASA nie mogła uratować teleskopu Swift?

Swift nie ma silnika, którym mógłby podnieść własną orbitę. Robotyczny statek LINK, zbudowany przez Katalyst Space w ramach kontraktu z NASA wartego 30 mln dolarów, miał go pochwycić i wynieść wyżej, ale awarie kół reakcyjnych i ruch wirowy pochłonęły jego paliwo, zanim zdołał podjąć próbę przechwycenia.

Czym jest rozbłysk gamma?

Rozbłysk gamma to krótki błysk wysokoenergetycznego promieniowania i najpotężniejszy znany rodzaj eksplozji. Długie rozbłyski powstają przy zapadaniu się masywnych gwiazd, a krótkie, trwające poniżej dwóch sekund, wiąże się ze zderzeniami gwiazd neutronowych.

Kalendarium i co dalej

Swift wystartował 20 listopada 2004 roku, a w 2018 roku NASA nadała mu imię jego pierwszego kierownika naukowego, Neila Gehrelsa, zmarłego w 2017 roku. Jego przełomowy krótki rozbłysk, GRB 050509B, nastąpił w maju 2005 roku; BOAT przyszedł 9 października 2022 roku.

NASA podpisała kontrakt z firmą Katalyst 25 września 2025 roku, LINK wystartował 3 lipca 2026 roku z atolu Kwajalein na Wyspach Marshalla, a 19 sierpnia przechwycenie odwołano. LINK wszedł w atmosferę pod koniec września, a Swift wykonał ostatnią obserwację 20 października.

Teraz czas na sam upadek, oczekiwany w ciągu kilku tygodni. Archiwum Swifta pozostaje otwarte dla badaczy, a są to dane, które, jak mówi Domagal-Goldman, „będą napędzać nowe odkrycia przez kolejne dekady”.

Tagi: astronomia, nasa, rozbłyski gamma, Katalyst Space, Neil Gehrels, śmieci kosmiczne

Więcej podobnych

Zderzenie gwiazd neutronowych świeciło w promieniach rentgenowskich 10 minut, nie pół sekundy

1775°C dzieli świt od zmierzchu na tej obcej planecie — JWST po raz pierwszy zmapował przyczynę

JWST odkrywa: wczesne galaktyki kryją czterokrotnie więcej masy, niż dotąd mierzono

SpaceX świętuje 13. lot Starshipa, ale test, który przesądzi o Księżycu, wciąż przed nami

JWST odkryło wodę u progu Sagittarius A* — galaktyczne jądra jednak uprawiają chemię

JWST odkrył gromadę galaktyk sprzed 10 miliardów lat zbyt gęstą jak na swój wiek