We present a homogeneous X-ray analysis of all 318 gamma-ray bursts detected by the X-ray telescope (XRT) on the Swift satellite up to 2008 July 23; this represents the largest sample of X-ray GRB data published to date. In Sections 2–3, we detail the methods which the Swift-XRT team has developed to produce the enhanced positions, light curves, hardness ratios and spectra presented in this paper. Software using these methods continues to create such products for all new GRBs observed by the Swift-XRT. We also detail web-based tools allowing users to create these products for any object observed by the XRT, not just GRBs. In Sections 4–6, we present the results of our analysis of GRBs, including probability distribution functions of the temporal and spectral properties of the sample. We demonstrate evidence for a consistent underlying behaviour which can produce a range of light-curve morphologies, and attempt to interpret this behaviour in the framework of external forward shock emission. We find several difficulties, in particular that reconciliation of our data with the forward shock model requires energy injection to continue for days to weeks.

Gaia Early Data Release 3 (Gaia EDR3) contains results for 1.812 billion sources in the magnitude range G = 3 to 21 based on observations collected by the European Space Agency Gaia satellite during the first 34 months of its operational phase. We describe the input data, the models, and the processing used for the astrometric content of Gaia EDR3, as well as the validation of these results performed within the astrometry task. The processing broadly followed the same procedures as for Gaia DR2, but with significant improvements to the modelling of observations. For the first time in the Gaia data processing, colour-dependent calibrations of the line- and point-spread functions have been used for sources with well-determined colours from DR2. In the astrometric processing these sources obtained five-parameter solutions, whereas other sources were processed using a special calibration that allowed a pseudocolour to be estimated as the sixth astrometric parameter. Compared with DR2, the astrometric calibration models have been extended, and the spin-related distortion model includes a self-consistent determination of basic-angle variations, improving the global parallax zero point. Gaia EDR3 gives full astrometric data (positions at epoch J2016.0, parallaxes, and proper motions) for 1.468 billion sources (585 million with five-parameter solutions, 882 million with six parameters), and mean positions at J2016.0 for an additional 344 million. Solutions with five parameters are generally more accurate than six-parameter solutions, and are available for 93% of the sources brighter than G = 17 mag. The median uncertainty in parallax and annual proper motion is 0.02-0.03 mas at magnitude G = 9 to 14, and around 0.5 mas at G = 20. Extensive characterisation of the statistical properties of the solutions is provided, including the estimated angular power spectrum of parallax bias from the quasars.

Gaia Early Data Release 3 contains astrometry and photometry results for about 1.8 billion sources based on observations collected by the ESA Gaia satellite during the first 34 months of operations. This paper focuses on the photometric content, describing the input data, the algorithms, the processing, and the validation of the results. Particular attention is given to the quality of the data and to a number of features that users may need to take into account to make the best use of the EDR3 catalogue. The treatment of the BP and RP background has been updated to include a better estimation of the local background, and the detection of crowding effects has been used to exclude affected data from the calibrations. The photometric calibration models have also been updated to account for flux loss over the whole magnitude range. Significant improvements in the modelling and calibration of the point and line spread functions have also helped to reduce a number of instrumental effects that were still present in DR2. EDR3 contains 1.806 billion sources with G-band photometry and 1.540 billion sources with BP and RP photometry. The median uncertainty in the G-band photometry, as measured from the standard deviation of the internally calibrated mean photometry for a given source, is 0.2 mmag at magnitude G=10 to 14, 0.8 mmag at G=17, and 2.6 mmag at G=19. The significant magnitude term found in the Gaia DR2 photometry is no longer visible, and overall there are no trends larger than 1 mmag/mag. Using one passband over the whole colour and magnitude range leaves no systematics above the 1% level in magnitude in any of the bands, and a larger systematic is present for a very small sample of bright and blue sources. A detailed description of the residual systematic effects is provided. Overall the quality of the calibrated mean photometry in EDR3 is superior with respect to DR2 for all bands.

Gamma-ray burst (GRB) afterglows have provided important clues to the nature of these massive explosive events, providing direct information on the nearby environment and indirect information on the central engine that powers the burst. We report the discovery of two bright x-ray flares in GRB afterglows, including a giant flare comparable in total energy to the burst itself, each peaking minutes after the burst. These strong, rapid x-ray flares imply that the central engines of the bursts have long periods of activity, with strong internal shocks continuing for hundreds of seconds after the gamma-ray emission has ended.

Long-duration γ-ray bursts (GRBs) release copious amounts of energy across the entire electromagnetic spectrum, and so provide a window into the process of black hole formation from the collapse of massive stars. Previous early optical observations of even the most exceptional GRBs (990123 and 030329) lacked both the temporal resolution to probe the optical flash in detail and the accuracy needed to trace the transition from the prompt emission within the outflow to external shocks caused by interaction with the progenitor environment. Here we report observations of the extraordinarily bright prompt optical and γ-ray emission of GRB 080319B that provide diagnostics within seconds of its formation, followed by broadband observations of the afterglow decay that continued for weeks. We show that the prompt emission stems from a single physical region, implying an extremely relativistic outflow that propagates within the narrow inner core of a two-component jet. The γ-ray burst GRB 080319B, the result of the violent collapse of a massive star to form a black hole, is the most luminous optical flash so far observed in the 40-year history of γ-ray astronomy. Discovered by the Swift satellite on 19 March 2008 and briefly visible to the naked eye, it produces energy across the entire electromagnetic spectrum. Now a reanalysis of the extraordinarily bright emissions of GRB 080319B within a few seconds of its formation, together with broadband observations of its decay over the following few weeks, provide the clearest picture yet of one of these events. The data clearly establish that the prompt optical flash was produced in the same physical region as the γ-ray burst itself. The afterglow properties cannot be explained by the standard simple models, but rather imply a multi-component jet interpretation. Long duration γ-ray bursts (GRBs) release copious amounts of energy across the entire electromagnetic spectrum, and provide a window into the process of black hole formation from the collapse of massive stars. Observations of the extraordinarily bright prompt optical and γ-ray emission of GRB 080319B shows that the prompt emission stems from a single physical region, implying an extremely relativistic outflow that propagates within the narrow inner core of a two-component jet.

Two groups present redshift determinations and other spectroscopic data for the γ-ray burst GRB 090423 — now the earliest and most distant astronomical object known. Salvaterra et al. report its initial detection with the Swift satellite on 23 April 2009, and a redshift determination with the Telescopio Nazionale Galileo on La Palma 14 hours after the burst, obtaining z ≈ 8.1. Tanvir et al. used the United Kingdom Infrared Telescope, Hawaii, from about 20 minutes after the burst and arrive at z ≈ 8.2. The previous highest redshift known for any object was z = 6.96 for a Lyman-α emitting galaxy. These measurements imply that massive stars were being produced and were dying as γ-ray bursts as early as about 600 million years after the Big Bang, and that their properties are very similar to those stars producing γ-ray bursts 10 billion years later. Long-duration γ-ray bursts (GRBs), thought to result from the explosions of certain massive stars, are bright enough that some of them should be observable out to redshifts of z > 20. So far, the highest redshift measured for any object has been z = 6.96, for a Lyman-α emitting galaxy. Here, and in an accompanying paper, GRB 090423 is reported to lie at a redshift of z ≈ 8.2, implying that massive stars were being produced and dying as GRBs approximately 620 million years after the Big Bang. Gamma-ray bursts (GRBs) are produced by rare types of massive stellar explosion. Their rapidly fading afterglows are often bright enough at optical wavelengths that they are detectable at cosmological distances. Hitherto, the highest known redshift for a GRB was z = 6.7 (ref. 1), for GRB 080913, and for a galaxy was z = 6.96 (ref. 2). Here we report observations of GRB 090423 and the near-infrared spectroscopic measurement of its redshift, z = . This burst happened when the Universe was only about 4 per cent of its current age3. Its properties are similar to those of GRBs observed at low/intermediate redshifts, suggesting that the mechanisms and progenitors that gave rise to this burst about 600,000,000 years after the Big Bang are not markedly different from those producing GRBs about 10,000,000,000 years later.

With the first direct detection of merging black holes in 2015, the era of gravitational wave (GW) astrophysics began. A complete picture of compact object mergers, however, requires the detection of an electromagnetic (EM) counterpart. We report ultraviolet (UV) and X-ray observations by Swift and the Nuclear Spectroscopic Telescope ARray (NuSTAR) of the EM counterpart of the binary neutron star merger GW170817. The bright, rapidly fading ultraviolet emission indicates a high mass ($\approx0.03$ solar masses) wind-driven outflow with moderate electron fraction ($Y_{e}\approx0.27$). Combined with the X-ray limits, we favor an observer viewing angle of $\approx 30^{\circ}$ away from the orbital rotation axis, which avoids both obscuration from the heaviest elements in the orbital plane and a direct view of any ultra-relativistic, highly collimated ejecta (a gamma-ray burst afterglow).