Neil Gehrels, astrofizicianul NASA care a vânat exploziile gamma cu telescopul Swift

Neil Gehrels

Photo: NASA GSFC / Public domain, via Wikimedia Commons

Născut	3 octombrie 1952 Lake Geneva, Wisconsin, United States
Decedat	6 februarie 2017 (64)
Ocupație	Astrofizician
Premii	Medalia Henry Draper · Medalia NASA pentru Realizări Științifice Excepționale · Premiul Dan David

Timp de aproape două decenii, un satelit NASA putea detecta o explozie la marginea îndepărtată a universului, își putea schimba direcția în aproximativ un minut și transmite coordonatele telescoapelor de la sol înainte ca strălucirea să se stingă. În ultimii ani, a purtat numele lui Neil Gehrels, astrofizicianul de la Goddard care l-a condus din faza de propunere până pe orbită, iar acum și-a oprit observațiile. Nava spațială coboară prin straturile superioare ale atmosferei, fără să mai existe vreo încercare de salvare, în timp ce un al doilea telescop, pe care Gehrels l-a îndrumat în primele etape de planificare, se îndreaptă spre un punct de observație aflat mult dincolo de Lună. N-a mai apucat să vadă niciunul dintre aceste momente.

Gehrels s-a născut în Lake Geneva, Wisconsin, și a crescut în apropierea telescoapelor, fiindcă tatăl său, astronomul Tom Gehrels, lucra cu ele; o vreme, familia a locuit la Observatorul McDonald din Texas, înainte de a se stabili în Tucson, când Neil avea paisprezece ani. La University of Arizona, a studiat pentru a deveni compozitor de muzică clasică și a absolvit cu diplome în muzică și fizică. A ales fizica. Asocierea nu e atât de neobișnuită pe cât pare: misiunea care l-a consacrat era o chestiune de sincronizare, cu instrumente care trebuiau să intre în acțiune exact la momentul potrivit.

La Caltech, unde și-a luat doctoratul în fizică în 1982, sub îndrumarea lui Rochus Vogt și Edward C. Stone, unul dintre primele sale locuri de muncă a fost calibrarea unui instrument pentru măsurarea razelor cosmice, destinat sondei Voyager. Când ambele sonde Voyager au trecut pe lângă Jupiter în 1979, instrumentul a scos la iveală o surpriză. Se credea că particulele energetice din magnetosfera planetei sunt alcătuite în principal din hidrogen și heliu; Gehrels a descoperit însă că predominau oxigenul și sulful, iar sursa s-au dovedit a fi vulcanii de pe Io. Subiectul a devenit teza sa. Tot acolo a cunoscut-o pe Ellen Williams, colegă la fizică; s-au căsătorit în 1980.

În 1981, s-a alăturat NASA Goddard Space Flight Center din Maryland ca cercetător postdoctoral și a rămas acolo până la sfârșitul vieții. Primul său proiect important a fost GRIS, un spectrometru de raze gamma montat pe un balon, aproape gata când Supernova 1987A a apărut pe cerul sudic. Lansat în grabă, instrumentul a detectat linia gamma a cobaltului-56 aflat în dezintegrare, lărgită și deplasată într-un mod care a furnizat dovezi timpurii puternice că resturile unei stele care explodează sunt agitate și distribuite asimetric. Cu un an înainte, publicase un scurt articol despre stabilirea limitelor de încredere atunci când sunt numărate doar câteva evenimente, articol citat de atunci de astronomii care lucrează cu eșantioane mici. Din momentul lansării Compton Gamma Ray Observatory în 1991 și până la scoaterea sa de pe orbită, în 2000, a fost cercetătorul științific al proiectului, iar din 1995 a condus Astroparticle Physics Laboratory de la Goddard.

Swift a fost ideea care i-a adus notorietatea. Exploziile de raze gamma durează câteva secunde sau chiar mai puțin, iar ani la rând nimeni nu a reușit să le localizeze suficient de repede pentru a vedea ce lăsau în urmă. Gehrels a condus propunerea pentru un satelit care să detecteze o explozie, să-și îndrepte telescoapele proprii cu raze X și ultraviolete-optice spre locul respectiv, fără să aștepte instrucțiuni de la sol, și să transmită poziția observatoarelor de pretutindeni. A fost investigatorul principal al proiectului din 1999 până la moartea sa, coordonând lansarea din 20 noiembrie 2004 și operațiunile care au urmat. În 2005, a condus realizarea articolului din Nature care lega o explozie de scurtă durată de o galaxie eliptică bătrână, dovadă că astfel de explozii provin din fuziunea unor obiecte compacte, precum stelele neutronice, și nu din prăbușirea unor stele masive. Swift fusese construit să reziste doi ani. A observat peste 2.000 de explozii și, cu mult înainte de a-și încheia activitatea, devenise un sistem general de alertă pentru orice obiect de pe cer care se lumina brusc.

A continuat să-și lărgească aria de activitate. A fost cercetător științific adjunct al proiectului Fermi Gamma-ray Space Telescope și membru al LIGO Scientific Collaboration, iar în 2016 a scris împreună cu alți cercetători o strategie de detectare a luminii produse de evenimentele cu unde gravitaționale, prin orientarea telescoapelor spre galaxiile-gazdă probabile. Evenimentul anticipat de această strategie a avut loc în august 2017, când două stele neutronice s-au contopit, iar Swift a surprins strălucirea ultravioletă de după fuziune. Gehrels murise de cancer pancreatic cu șase luni mai devreme, pe 6 februarie 2017, la vârsta de 64 de ani.

Versiunea simplificată a poveștii sale — un singur om și un singur observator care îi poartă numele — nu surprinde felul în care lucra și nici cât de vulnerabile erau proiectele sale. Premiul Bruno Rossi din 2007 și Medalia Henry Draper din 2009 i-au fost acordate împreună cu echipa Swift, iar misiunea a fost operată de Penn State, în parteneriat cu instituții din Regatul Unit și Italia. Redenumirea navei spațiale în 2018 a fost un omagiu adus celui care a ținut acea coaliție unită; totodată, a estompat cât de multe persoane au contribuit la proiect. Niciunul dintre aceste aparate nu a fost însă ferit de primejdii. Telescopul cu câmp larg pe care l-a coordonat în calitate de cercetător științific al proiectului, numit atunci WFIRST, a fost propus pentru anulare de Casa Albă în 2018 și din nou în 2025, dar a supraviețuit după ce Congresul și un buget revizuit au restabilit finanțarea. Sfârșitul misiunii Swift a venit după ce NASA și-a pus speranțele de supraviețuire în remorcherul spațial comercial LINK al companiei Katalyst, care urma să prindă satelitul învechit și să-l împingă pe o orbită mai înaltă. Remorcherul a fost lansat în iulie 2026; în august, manevra de ridicare a orbitei a fost anulată din cauza unor probleme de control al atitudinii. Salvarea unui satelit care nu fusese proiectat pentru intervenții de service era un pariu de un cu totul alt fel, iar observatorul său era miza.

Cele două deznodăminte s-au produs la câteva săptămâni distanță. Nancy Grace Roman Space Telescope, redenumit din WFIRST, a decolat la bordul unei rachete Falcon Heavy de la Kennedy Space Center pe 30 august 2026, cu destinația punctul L2 al sistemului Soare-Pământ; primele imagini științifice sunt așteptate la începutul lui 2027. Oglinda sa are dimensiuni comparabile cu cea a telescopului Hubble, dar camera surprinde o porțiune de cer de aproximativ o sută de ori mai mare, ceea ce va sta la baza studiilor asupra energiei întunecate și exoplanetelor pe care Gehrels a contribuit la conceperea lor. Swift a făcut ultima observație pe 20 octombrie 2026, după ce orbita sa coborâse sub aproximativ 275 de kilometri, iar NASA se așteaptă să reintre în atmosferă în câteva săptămâni. Arhiva sa, care include peste 1,5 milioane de imagini în ultraviolet și lumină vizibilă, rămâne accesibilă.

În afara laboratorului, se cățăra. În 2006 și din nou în 2015, a urcat singur, în expediții de câte șase zile, pe traseul The Nose de pe El Capitan, în Yosemite. Ellen Williams a ajuns să conducă ARPA-E în cadrul Department of Energy; au avut doi copii. A fost ales în National Academy of Sciences în 2010, iar asteroidul 16000 Neilgehrels îi poartă numele. A fost și unul dintre cei trei laureați ai Dan David Prize din 2017, alături de Shrinivas Kulkarni și Andrzej Udalski.

Privită din perspectiva de azi, munca sa arată că moștenirea durabilă a unei misiuni este deprinderea pe care o transmite altora. Swift a format o generație de astronomi care au învățat să aștepte o alertă și să-și îndrepte telescoapele în câteva minute; Roman le va pune la dispoziție hărți prea vaste pentru ca o singură echipă să le poată analiza până la capăt. Satelitul care îi poartă numele va arde în atmosferă. Reflexul pe care l-a cultivat nu are nevoie să rămână pe orbită.

Etichete: Nancy Grace Roman Space Telescope, Neil Gehrels, astrofizicieni, Compton Gamma Ray Observatory, Edward C. Stone, explozii gama