Neil Gehrels, astrofysikern bakom Swift – teleskopet som nu faller mot jorden

Neil Gehrels

Photo: NASA GSFC / Public domain, via Wikimedia Commons

Född	3 oktober 1952 Lake Geneva, Wisconsin, United States
Död	6 februari 2017 (64)
Yrke	Astrofysiker
Priser	Henry Draper-medaljen · NASA Exceptional Scientific Achievement Medal · Dan David Prize

I nära två decennier kunde en NASA-satellit upptäcka en explosion vid universums yttersta gräns, svänga mot den på ungefär en minut och skicka koordinaterna till teleskop på marken innan skenet hunnit falna. Under sina sista år bar den namnet Neil Gehrels, astrofysikern vid Goddard som ledde projektet från förslag till omloppsbana. Nu har den slutat spana. Rymdfarkosten sjunker genom den övre atmosfären, utan någon räddningsinsats kvar att försöka sig på, samtidigt som ett annat teleskop som Gehrels lotsade genom den tidigaste planeringen är på väg mot en utsiktspunkt långt bortom månen. Han fick inte uppleva något av detta.

Gehrels föddes i Lake Geneva i Wisconsin och växte upp nära teleskop, eftersom hans far, astronomen Tom Gehrels, arbetade med dem. Familjen bodde en tid vid McDonald Observatory i Texas innan den slog sig ner i Tucson, när Neil var fjorton år. Vid University of Arizona studerade han för att bli kompositör av klassisk musik, men tog examen i både musik och fysik. Fysiken vann. Kombinationen är mindre märklig än den först verkar: uppdraget som kom att definiera honom handlade om timing, om instrument som skulle träda i funktion precis när det behövdes.

Vid Caltech, där han doktorerade i fysik 1982 under Rochus Vogt och Edward C. Stone, var ett av hans första jobb att kalibrera ett kosmiskstrålningsinstrument som skulle skickas iväg med Voyager. När båda Voyager-farkosterna passerade Jupiter 1979 gjorde instrumentet en oväntad upptäckt. De energirika partiklarna i planetens magnetosfär förväntades till största delen bestå av väte och helium. Gehrels fann i stället att syre och svavel dominerade, och källan visade sig vara vulkanerna på Io. Upptäckten blev ämnet för hans avhandling. Där träffade han också Ellen Williams, en annan fysikstudent; de gifte sig 1980.

1981 började han som postdoktor vid NASA:s Goddard Space Flight Center i Maryland, där han blev kvar resten av livet. Hans tidiga projekt där var GRIS, en ballongburen gammastrålningsspektrometer som nästan var färdig när Supernova 1987A dök upp på den södra himlen. Instrumentet skickades upp i all hast och fångade gammastrålningslinjen från sönderfallande kobolt-56. Linjen var breddad och förskjuten, vilket gav tidiga, starka belägg för att resterna efter en exploderande stjärna är omrörda och ojämnt fördelade. Året innan hade han publicerat en kort artikel om hur man beräknar konfidensgränser när bara ett fåtal händelser har registrerats; astronomer som arbetar med små datamängder har hänvisat till den ända sedan dess. Från uppskjutningen av Compton Gamma Ray Observatory 1991 till dess deorbitering 2000 var han observatoriets vetenskapliga projektledare, och från 1995 ledde han Goddards laboratorium för astropartikelfysik.

Det var Swift-idén som gjorde honom känd. Gammastrålningsskurar varar i sekunder eller kortare, och under flera år kunde ingen lokalisera dem snabbt nog för att se vad de lämnade efter sig. Gehrels ledde arbetet med ett förslag om en satellit som skulle upptäcka en skur, rikta sina egna röntgen- och ultraviolett-optiska teleskop mot platsen utan att invänta order från marken och sända positionen till observatorier världen över. Han var projektets huvudansvarige forskare från 1999 fram till sin död, genom uppskjutningen den 20 november 2004 och den efterföljande driften. 2005 ledde han arbetet med en artikel i Nature som kopplade en kort skur till en gammal elliptisk galax. Det var ett belägg för att korta skurar uppstår när kompakta objekt, till exempel neutronstjärnor, går samman, snarare än när massiva stjärnor kollapsar. Swift byggdes för att hålla i två år. Satelliten observerade mer än 2 000 skurar och hade långt före slutet blivit ett allmänt larmsystem för allt på himlen som plötsligt blev ljusare.

Han fortsatte att bredda bevakningen. Han var biträdande vetenskaplig projektledare för Fermi Gamma-ray Space Telescope och medlem i LIGO Scientific Collaboration. 2016 var han med och skrev en strategi för att hitta ljuset från gravitationsvågshändelser genom att rikta teleskop mot de galaxer där de sannolikt hade sitt ursprung. Den typ av händelse som strategin förutsåg inträffade i augusti 2017, när två neutronstjärnor slogs samman och Swift fångade det ultravioletta skenet från efterförloppet. Gehrels hade dött i bukspottkörtelcancer sex månader tidigare, den 6 februari 2017, 64 år gammal.

Den tillrättalagda versionen av hans historia – en man och ett observatorium som bär hans namn – missar både hur han arbetade och hur utsatta hans projekt var. Bruno Rossi Prize 2007 och Henry Draper Medal 2009 tilldelades honom tillsammans med Swift-teamet, och uppdraget drevs från Penn State tillsammans med partner i Storbritannien och Italien. När rymdfarkosten döptes om 2018 hedrades personen som höll samman den koalitionen, men det blev också lättare att glömma hur många som bidrog. Inte heller var maskinerna någonsin säkra. Det vidvinkelteleskop han utformade som vetenskaplig projektledare, då kallat WFIRST, föreslogs läggas ner av Vita huset 2018 och på nytt 2025, men överlevde sedan kongressen och en reviderad budget återställde finansieringen. Slutet för Swift kom efter att NASA hade satt sitt hopp till en kommersiell bogserfarkost, Katalysts LINK, som skulle fånga in den åldrande satelliten och skjuta den till en högre bana. Bogserfarkosten sköts upp i juli 2026, men i augusti ställdes höjningen av omloppsbanan in på grund av problem med att kontrollera farkostens riktning. Att försöka rädda en satellit som aldrig konstruerats för service var ett nytt slags vågspel, och hans observatorium stod på spel.

De två utfallen inträffade med några veckors mellanrum. Nancy Grace Roman Space Telescope, det omdöpta WFIRST, lyfte från Kennedy Space Center med en Falcon Heavy den 30 augusti 2026, på väg mot L2-punkten i sol-jord-systemet. De första vetenskapliga bilderna väntas i början av 2027. Spegeln är lika stor som Hubbles, men kameran fångar ett himmelsområde ungefär hundra gånger större – grunden för de undersökningar av mörk energi och exoplaneter som Gehrels hjälpte till att utforma. Swift gjorde sin sista observation den 20 oktober 2026, efter att omloppsbanan sjunkit under ungefär 275 kilometer, och NASA räknar med att satelliten återinträder i atmosfären inom några veckor. Arkivet, som innehåller mer än 1,5 miljoner ultravioletta bilder och bilder i synligt ljus, förblir öppet.

Utanför laboratoriet ägnade han sig åt klättring. 2006 och återigen 2015 gjorde han sex dagar långa solobestigningar av Nose på El Capitan i Yosemite. Ellen Williams kom senare att leda ARPA-E vid energidepartementet; de fick två barn. Han valdes in i National Academy of Sciences 2010, och asteroiden 16000 Neilgehrels bär hans namn. Han var också en av de tre pristagarna av Dan David Prize 2017, tillsammans med Shrinivas Kulkarni och Andrzej Udalski.

Ser man tillbaka på hans arbete blir det tydligt att en missions bestående resultat är den vana den skapar hos andra. Swift lärde en generation astronomer att vänta sig ett larm och rikta om teleskopen inom några minuter; Roman kommer att ge dem kartor som är för omfattande för att ett enda forskarlag ska hinna färdigställa dem. Satelliten som bär hans namn kommer att brinna upp. Den reflex den skapade behöver inte finnas kvar i omloppsbana.

Taggar: gammablixtar, Nancy Grace Roman Space Telescope, Neil Gehrels, astrofysiker, Compton Gamma Ray Observatory, Edward C. Stone