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天体物理学杂志，611:1005-1020,2004年8月20日。美国天文学会。保留所有权利。印在美国
快速伽马暴任务
N. Gehrels,1 G. Chincarini,2, 3 P. Giommi,4 K. O. Mason,5 J. A. Nousek,6 A. A. Wells,7 N. E. White,1 S. D. Barthelmy,1
D. N. Burrows,6 L. R. Cominsky,8 K. C. Hurley,9 F. E. Marshall,1 P. Meacute;szaacute;ros,6 P. W. A. Roming,6 L. Angelini,1,10
L. M. Barbier,1 T. Belloni,2 S. Campana,2 P. A. Caraveo,11 M. M. Chester,6 O. Citterio,2 T. L. Cline,1
M. S. Cropper,5 J. R. Cummings,1,12 A. J. Dean,13 E. D. Feigelson,6 E. E. Fenimore,14 D. A. Frail,15
A. S. Fruchter,16 G. P. Garmire,6 K. Gendreau,1 G. Ghisellini,2 J. Greiner,17 J. E. Hill,6
S. D. Hunsberger,6 H. A. Krimm,1,10 S. R. Kulkarni,18 P. Kumar,19 F. Lebrun,20 N. M. Lloyd-Ronning,21
C. B. Markwardt,1, 22 B. J. Mattson,1, 22, 23 R. F. Mushotzky,1 J. P. Norris,1 J. Osborne,24 B. Paczynski,25
D. M. Palmer,14 H.-S. Park,26 A. M. Parsons,1 J. Paul,20 M. J. Rees,27 C. S. Reynolds,22
J. E. Rhoads,16 T. P. Sasseen,28 B. E. Schaefer,19 A. T. Short,24 A. P. Smale,1,10
I. A. Smith,29 L. Stella,30 G. Tagliaferri,2 T. Takahashi,31, 32 M. Tashiro,31, 33 L. K. Townsley,6
J. Tueller,1 M. J. L. Turner,24 M. Vietri,34 W. Voges,17 M. J. Ward,24
R. Willingale,7 F. M. Zerbi,2 and W. W. Zhang1
2003年8月25日收到;2004年4月14日
摘要
“雨燕”于2004年发射，是一个多波长的伽玛射线爆发天文台(GRB)。这是一颗用于瞬态天文学的自主快速旋转卫星，为未来的快速反应和多波长任务开辟了道路。它将比以往任何GRB任务都要强大得多，可以观测到超过100次的爆发并在爆炸后1分钟到几天进行详细的x射线和紫外线/光学余辉观测，目标是(1)确定GRB的起源，(2)对GRB进行分类并寻找新的类型，(3)研究GRB的超相对论性外流与其周围介质的相互作用，(4)使用GRB来研究z gt; 10的宇宙早期。这项任务是由美国国家航空航天局领导的国际合作开发的。它将携带三个设备:一个新一代的广域伽马射线(15-150 keV)探测器，它将探测爆炸，计算10 - 40个位置，并触发自主航天器的回转：窄视野x射线望远镜，将提供500个位置并执行0.2-10 keV波段的光谱；以及将在170-600 nm波段，并提供位置和光学查找表，提供位置和光学探测图。Redshift的确定将针对大多数爆发。除了主要的GRB科学外，任务还将对敏感度进行X射线硬检查1 mcrab，比HEAO 1 A-4灵活的数据和操作系统将允许对所有类型的高能瞬变进行快速跟进观测，并通过NASA TDRSS系统获得快速的下行和上行数据。迅速瞬态数据将迅速分发给天文界，并鼓励所有感兴趣的观察者参加后续测量。该任务的访客调查员计划将提供社区参与的资金。 Swift计划适用于未来的创新包括（1）使用新型CdZnTe探测器的大面积伽马射线探测器，（2）自主快速回转的航天器，（3）多波长有效载荷，结合了光学，X射线和伽马射线仪器，（4）与其他地面和空间天文台协调的观测程序，以及（5）立即的多波长数据流对社区。该任务目前已获得2年的运营资助，该航天器的寿命为8年
NASA戈达德太空飞行中心，绿带，MD 20771。《Brera天文观测》，via Brera 28, I-20121 Milan，
1
2
意大利。
3 在米兰-比科卡大学，G.Celoria, 16岁，意大利米兰I-20133。
4 Agenzia Spaziale Italiana，科学数据中心，Via di Villa Grazioli, I-00198 Rome, Italy。
5 穆拉德空间科学实验室，伦敦大学学院，Holmbury St。玛丽，道金，英国萨里郡RH5 6NT。
6 宾夕法尼亚州立大学天文与天体物理系，宾州大学公园戴维实验室525号，邮编16802。
7 英国莱斯特大学空间研究中心。
8 索诺马州立大学物理与天文系，罗内特公园，CA 94928-3609。
9 加利福尼亚大学空间科学实验室，格里兹峰，加州伯克利百周年路，加利福尼亚94720-3411。
10 大学空间研究协会，10227 Wincopin Circle, Suite 212, Columbia, MD 21044。
11 意大利，米兰，贝西尼15号，纳粹军师，国际宇宙研究所，意大利米兰I-20133。
12 国家研究委员会，宪法大道2101号，华盛顿，华盛顿特区，20418。
13 英国南安普顿大学海菲尔德分校物理与天文系，S017 1BJ南安普顿。
14 洛斯阿拉莫斯国家实验室，P.O.Box 1663, Los Alamos, NM 87545。
15 国家射电天文台，P.O.地址:Socorro, Lopezville路1003号，邮编:nm87801
16 空间望远镜科学研究所，3700圣马丁路，巴尔的摩，马里兰州21218。
17 德国加兴市吉森巴赫大街1312号，D-85748，德国普朗克研究所。
18 天文学选项，加州理工学院，MS 105-24, Pasadena, CA 91125。
19 德克萨斯大学天文系，RLM 15.奥斯汀308，邮编:TX 78712-1083。
20 粮食供应署，DSM/DAPNIA/SAP, Saclay中心，F-91191 Gif Sur Yvette Cedex，法国。
21 加拿大理论天体物理研究所，麦克伦南实验室，多伦多大学，60街。多伦多的乔治街，加拿大。
22 马里兰大学天文系，马里兰大学帕克学院，MD 20742-2421。
23 L-3通信工程师，Chantilly, VA 20151。
24 英国莱斯特大学路1号7楼莱斯特大学物理与天文系
25 普林斯顿大学天文台，普林斯顿，新泽西州，08544-1001。
26 美国加州大学劳伦斯利弗莫尔国家实验室，P.O.808号信箱，L-413，利弗莫尔，CA 94551。
27 剑桥大学天文研究所，马汀利路，CB3 0HA剑桥，英国。
28 加州大学物理系，布洛伊达厅，圣芭芭拉572号楼，邮编93106-9530。
29 莱斯大学物理与天文系，休斯顿南大街616100号，邮编:TX 77005-1892。
30 《罗马天文观测》，塞德·蒙泰波齐奥·卡托尼，弗拉斯卡蒂大道，33号，I-00040，罗马，意大利。
31 日本神奈川相模原3-1-1 Yoshinodai，太空与航天科学研究所，229-8510
32 东京大学物理系，本京区Hongo 7-3-1，日本东京113号。
33 日本埼玉大学物理系。
34 《当代天文观测》，费伦齐大学，拉戈·恩里科·费米，5,I-50125佛罗伦萨，意大利。
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卷.611
1.介绍
伽马暴(GRB)是在20世纪60年代后期从Vela卫星的数据中发现的(Klebesadel等人，1973)。在过去30年中，特别是自1997年以来，它们在理解GRB方面取得了巨大进展。我们知道它们是明亮的(大约几个光子cm 2 s 150-300 keV波段的磁通)伽玛射线闪光，在地球上大约每天可以观察到一次。康普顿伽马射线天文台的BATSE仪器显示，它们在天空上各向同性地分布，并显示出非常微弱的爆发缺陷(Paciesas等人，1999)。GRB的持续时间从毫秒到几十分钟不等，双峰分布显示集群在0.3秒(短脉冲)和30秒(长脉冲)，如图1所示。对于长时间爆发，BeppoSAX的发现(Costa等人)和地面观察员(van Paradijs等人，1997)通过无线电余辉的x射线使红移被测量，宿主星系被发现，证明了宇宙起源。相比之下，人们对短爆和它们的余辉知之甚少(赫尔利等人，2002)。在典型的红移为z ~1的情况下，伽马射线闪光相当于瞬间释放出1051-1052 ergs的巨大能量(假设辐射被定向射入~0.1 sr)。GRB可能与黑洞的形成有关，也可能与恒星演化的终点有关，而且肯定是来自高红移宇宙的明亮信标(参见van Paradijs等人)。2000年)。最近的余辉发现表明，多波长研究是我们进一步了解GRB的关键。Swift是专门研究多波段GRB及其余辉的。它将执行敏感的x射线和光学后
1.爆发和持续时间。BATSE检测到的GRB数量。这两个峰值出现在~0.3s和~30s处(基于Meegan等人，1996)。
在所有时间尺度上对数百个GRB的辉光观测，从爆炸探测后的一分钟到数小时乃至数天之后。因为余辉会很快消退，典型的例子是或 ，当排放的亮度比当前几个小时的响应能力高出一个数量级时，Swift 1分钟的快速响应将使观测成为可能。
Swift是一个中型的探测者(MIDEX)任务，由NASA选择在2004年初发射。该硬件由一个来自美国、英国和意大利的国际团队开发，另外还有来自法国、日本、德国、丹麦、西班牙和南非的科研人员参与。主要的科学目标是确定伽马射线暴的起源，并作为早期宇宙探测的先驱。Swift的爆发预警望远镜(BAT)将在天空中搜寻新的GRB，一旦被发现，它将触发一个自动控制的航天器，将爆发带入x射线望远镜(XRT)和紫外/光学望远镜(UVOT)的视场(FOVs)。这样的自主性将允许Swift执行x射线和紫外/光学观测，观测100次以上的脉冲。在20-70秒内检测到突发事件。图2显示了Swift航天器的示意图，表1总结了Swift的任务特征。表2、表3和表4列出了这三种仪器的参数。
2.关键科学
Swift任务提供了回答四个关键GRB科学问题的能力:GRB的前身是什么?在工作中是否存在不同种类的具有独特物理过程的突发?冲击波是如何演变并与周围环境相互作用的?GRB能告诉我们关于早期宇宙的什么信息?此外，该任务将开展一个广泛的非GRB科学项目。
2.1.伽马线暴Proggenitors
确定GRB祖细胞需要三个参数:释放的总能量，宿主星系的性质(如果存在的话)，以及在宿主星系中爆发的位置。XRT和UVOT的角分辨率允许精确定位bat发现的突发事件，从而为数百次突发事件测量这些参数。
为了测量一次爆炸的总能量，需要可靠的红移。理想情况下，对于余辉和宿主星系，以排除一个机会并置(Hogg amp; Fruchter 1999)。斯威夫特的紫外线粒子和过滤器可以通过搜索Ly截止并消除1：3 lt;z lt;2：5死区余辉早期阶段的当前观测结果。对于余辉光学亮度为m lt; 17的GRB, UVOT grism将使用分辨率。此外，直接(100pc)环境的照明是由初始的突发
斯威夫特伽马线暴任务
2,2004
1007
2.swift卫星。
预计在第一个小时内产生随时间变化的光学、紫外线和x射线线和边缘，在以后的时间里不断进化，提供了更多的关于恒星周围介质的信息。Swift的快速响应将允许搜索预期的x射线线，因此也提供了x射线余辉的直接红移测量。
UVOT将通过使用背
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