Neil Gehrels, astrofysikeren der gav navn til Swift og formede Roman-teleskopet

Neil Gehrels

Photo: NASA GSFC / Public domain, via Wikimedia Commons

Født	3. oktober 1952 Lake Geneva, Wisconsin, United States
Død	6. februar 2017 (64)
Erhverv	Astrofysiker
Priser	Henry Draper Medal, National Academy of Sciences · Bruno Rossi Prize, American Astronomical Society · NASA Exceptional Scientific Achievement Medal · Dan David Prize (delt)

I næsten to årtier kunne en NASA-satellit registrere en eksplosion ved universets yderste rand, dreje sig mod den på omkring et minut og sende koordinaterne til teleskoper på Jorden, før glimtets lys var falmet. I sine sidste år bar den navnet Neil Gehrels, astrofysikeren fra Goddard, der førte projektet fra forslag til kredsløb. Nu har den indstillet sin søgen. Rumfartøjet synker gennem den øvre atmosfære, og der er ikke længere nogen redningsmulighed, mens et andet teleskop, som Gehrels førte gennem de tidligste planlægningsfaser, er på vej mod et udsigtspunkt langt forbi Månen. Han nåede ikke at opleve nogen af delene.

Gehrels blev født i Lake Geneva i Wisconsin og voksede op tæt på teleskoper, fordi hans far, astronomen Tom Gehrels, arbejdede med dem. Familien boede en tid på McDonald Observatory i Texas, før den slog sig ned i Tucson, da Neil var fjorten. På University of Arizona studerede han med henblik på at blive komponist af klassisk musik, men afsluttede studierne med grader i både musik og fysik. Fysikken vandt. Kombinationen er mindre mærkværdig, end den umiddelbart lyder: Den mission, der kom til at definere ham, handlede om timing og instrumenter, der skulle sættes ind på det rette tidspunkt.

På Caltech, hvor han i 1982 tog sin doktorgrad i fysik under Rochus Vogt og Edward C. Stone, bestod et af hans første job i at kalibrere et instrument til måling af kosmisk stråling, som skulle med Voyager ud i rummet. Da begge Voyager-rumsonder fløj forbi Jupiter i 1979, afslørede instrumentet noget overraskende. Man havde forventet, at de energirige partikler i planetens magnetosfære hovedsageligt bestod af brint og helium. Gehrels fandt i stedet, at oxygen og svovl dominerede, og kilden viste sig at være vulkanerne på Io. Det blev emnet for hans afhandling. Her mødte han også Ellen Williams, en medstuderende i fysik; de blev gift i 1980.

I 1981 begyndte han som postdoc ved NASA’s Goddard Space Flight Center i Maryland og blev der resten af livet. Hans tidlige projekt dér var GRIS, et ballonbåret gammaspektrometer, der næsten var færdigt, da Supernova 1987A viste sig på den sydlige himmel. Instrumentet blev hurtigt sendt af sted og fangede gammastrålingen fra henfaldende kobolt-56. Strålingen var udvidet og forskudt på en måde, der gav tidlige, stærke belæg for, at resterne efter en eksploderet stjerne er turbulente og ujævnt fordelt. Året før havde han udgivet en kort artikel om fastlæggelse af konfidensgrænser, når man kun har talt en håndfuld hændelser. Astronomer, der arbejder med små datamængder, har lige siden henvist til den. Fra opsendelsen af Compton Gamma Ray Observatory i 1991 til dets nedbringelse fra kredsløb i 2000 var han missionens projektforsker, og fra 1995 stod han i spidsen for Goddards Astroparticle Physics Laboratory.

Swift var idéen, der gjorde ham kendt. Gammastråleudbrud varer sekunder eller mindre, og i årevis kunne ingen lokalisere dem hurtigt nok til at se, hvad de efterlod sig. Gehrels stod i spidsen for forslaget om en satellit, der kunne registrere et udbrud, rette sine egne røntgen- og ultraviolet-optiske teleskoper mod stedet uden at afvente instrukser fra Jorden og sende positionen ud til observatorier verden over. Han var missionens hovedansvarlige forsker fra 1999 til sin død, gennem opsendelsen den 20. november 2004 og den efterfølgende drift. I 2005 stod han i spidsen for den artikel i Nature, der knyttede et kort udbrud til en gammel elliptisk galakse. Det var tegn på, at korte udbrud skyldes sammenstød mellem kompakte objekter som neutronstjerner snarere end kollapsende massive stjerner. Swift var bygget til at holde i to år. Den observerede mere end 2.000 udbrud og var længe før sin afslutning blevet et generelt alarmsystem for alt på himlen, der pludselig blev lysere.

Han blev ved med at udvide feltet. Han var vicedirektør for Fermi Gamma-ray Space Telescope-projektet og medlem af LIGO Scientific Collaboration, og i 2016 var han medforfatter til en strategi for at finde lyset fra gravitationsbølgehændelser ved at rette blikket mod de galakser, hvor de sandsynligvis fandt sted. Den type hændelse, arbejdet forudså, indtraf i august 2017, da to neutronstjerner smeltede sammen, og Swift opfangede efterglødens ultraviolette lys. Gehrels var død af kræft i bugspytkirtlen seks måneder tidligere, den 6. februar 2017, 64 år gammel.

Den pæne fortælling om én mand og ét observatorium, der bærer hans navn, overser både hans arbejdsform og hvor udsatte hans projekter var. Bruno Rossi Prize i 2007 og Henry Draper Medal i 2009 blev tildelt ham sammen med Swift-holdet, og missionen blev drevet fra Penn State med partnere i Storbritannien og Italien. Da rumfartøjet blev omdøbt i 2018, hædrede man den person, der havde holdt koalitionen sammen; samtidig blev det mindre tydeligt, hvor mange hænder der skulle til. Maskinerne var heller aldrig sikre. Det vidvinkelsteleskop, han formede som projektforsker, dengang kaldet WFIRST, blev sat på Det Hvide Hus’ liste over projekter, der skulle aflyses, i 2018 og igen i 2025. Det overlevede, fordi Kongressen og et revideret budget genoprettede finansieringen. Swift mødte sin egen afslutning, efter at NASA havde sat sin lid til en kommerciel slæbebåd, Katalysts LINK, der skulle gribe den aldrende satellit og skubbe den op i et højere kredsløb. Slæbebåden blev opsendt i juli 2026; i august blev løftet aflyst på grund af problemer med holdningskontrollen. At redde en satellit, der aldrig var konstrueret til at blive serviceret, var en ny slags satsning, og hans observatorium var indsatsen.

De to udfald indtraf med få ugers mellemrum. Nancy Grace Roman Space Telescope, det omdøbte WFIRST, blev sendt af sted med en Falcon Heavy fra Kennedy Space Center den 30. august 2026 med kurs mod punktet Sun-Earth L2. De første videnskabelige billeder ventes i begyndelsen af 2027. Teleskopets spejl matcher Hubbles, men kameraet kan se et himmelområde omkring hundrede gange større, hvilket danner grundlaget for undersøgelser af mørk energi og exoplaneter, som Gehrels var med til at udforme. Swift foretog sin sidste observation den 20. oktober 2026, efter at dens bane var kommet ned under cirka 275 kilometer, og NASA forventer, at den træder ind i atmosfæren igen inden for få uger. Dens arkiv, som omfatter mere end 1,5 millioner ultraviolette og optiske billeder, forbliver åbent.

Uden for laboratoriet klatrede han. I 2006 og igen i 2015 gennemførte han seks dage lange solobestigninger af The Nose på El Capitan i Yosemite. Ellen Williams blev senere direktør for ARPA-E under Department of Energy; de fik to børn. Han blev valgt ind i National Academy of Sciences i 2010, og asteroide 16000 Neilgehrels bærer hans navn. Han var også en af de tre prismodtagere af 2017 Dan David Prize sammen med Shrinivas Kulkarni og Andrzej Udalski.

Set herfra viser hans arbejde, at en missions mest holdbare resultat er den vane, den efterlader hos andre. Swift lærte en generation af astronomer at forvente en alarm og reagere inden for få minutter; Roman vil give dem kort, som er for omfattende til, at ét hold kan færdiggøre dem. Satellitten med hans navn vil brænde op. Den reaktion, den indøvede, behøver ikke være i kredsløb.

Tags: gammaglimt, Nancy Grace Roman Space Telescope, Neil Gehrels, astrofysikere, Compton Gamma Ray Observatory, Edward C. Stone