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.

Context.Swift data are revolutionising our understanding of Gamma Ray Bursts. Since bursts fade rapidly, it is desirable to create and disseminate accurate light curves rapidly.

Abstract We report the discovery and monitoring of the near-infrared counterpart (AT2017gfo) of a binary neutron-star merger event detected as a gravitational wave source by Advanced Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO)/Virgo (GW170817) and as a short gamma-ray burst by Fermi Gamma-ray Burst Monitor (GBM) and Integral SPI-ACS (GRB 170817A). The evolution of the transient light is consistent with predictions for the behavior of a “kilonova/macronova” powered by the radioactive decay of massive neutron-rich nuclides created via r -process nucleosynthesis in the neutron-star ejecta. In particular, evidence for this scenario is found from broad features seen in Hubble Space Telescope infrared spectroscopy, similar to those predicted for lanthanide-dominated ejecta, and the much slower evolution in the near-infrared  K s -band compared to the optical. This indicates that the late-time light is dominated by high-opacity lanthanide-rich ejecta, suggesting nucleosynthesis to the third r -process peak (atomic masses  A ≈ 195 ). This discovery confirms that neutron-star mergers produce kilo-/macronovae and that they are at least a major—if not the dominant—site of rapid neutron capture nucleosynthesis in the universe.

Gamma-ray bursts (GRBs) are highly energetic explosions signaling the death of massive stars in distant galaxies. The Gamma-ray Burst Monitor and Large Area Telescope onboard the Fermi Observatory together record GRBs over a broad energy range spanning about 7 decades of gammaray energy. In September 2008, Fermi observed the exceptionally luminous GRB 080916C, with the largest apparent energy release yet measured. The high-energy gamma rays are observed to start later and persist longer than the lower energy photons. A simple spectral form fits the entire GRB spectrum, providing strong constraints on emission models. The known distance of the burst enables placing lower limits on the bulk Lorentz factor of the outflow and on the quantum gravity mass.

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. Long-duration γ-ray bursts (GRBs) are thought to result from the explosions of certain massive stars1, and some are bright enough that they should be observable out to redshifts of z > 20 using current technology2,3,4. Hitherto, the highest redshift measured for any object was z = 6.96, for a Lyman-α emitting galaxy5. Here we report that GRB 090423 lies at a redshift of z ≈ 8.2, implying that massive stars were being produced and dying as GRBs ∼630 Myr after the Big Bang. The burst also pinpoints the location of its host galaxy.

We present the catalog of sources detected in 70 months of observations with the Burst Alert Telescope (BAT) hard X-ray detector on the Swift gamma-ray burst observatory. The Swift-BAT 70 month survey has detected 1171 hard X-ray sources (more than twice as many sources as the previous 22 month survey) in the 14–195 keV band down to a significance level of 4.8σ, associated with 1210 counterparts. The 70 month Swift-BAT survey is the most sensitive and uniform hard X-ray all-sky survey and reaches a flux level of 1.03 × 10−11 erg s−1 cm−2 over 50% of the sky and 1.34 × 10−11 erg s−1 cm−2 over 90% of the sky. The majority of new sources in the 70 month survey continue to be active galactic nuclei, with over 700 in the catalog. As part of this new edition of the Swift-BAT catalog, we also make available eight-channel spectra and monthly sampled light curves for each object detected in the survey in the online journal and at the Swift-BAT 70 month Web site.

Two groups report observations of the X-ray source Swift J164449.3+573451, which was discovered when it triggered the Swift Burst Alert Telescope on 28 March 2011. Burrows et al. report that the source has increased in brightness in the X-ray band more than 10,000-fold since 1990, and by more than 100-fold since early 2010. They conclude that we are observing the onset of relativistic jet activity from a supermassive black hole. Zauderer et al. arrive at a similar conclusion based on their observation of a radio transient associated with the source, and extensive monitoring at centimetre to millimetre wavelengths during the first month of its evolution. They estimate the mass of the black hole at around 106 solar masses. Supermassive black holes have powerful gravitational fields with strong gradients that can destroy stars that get too close1,2, producing a bright flare in ultraviolet and X-ray spectral regions from stellar debris that forms an accretion disk around the black hole3,4,5,6,7. The aftermath of this process may have been seen several times over the past two decades in the form of sparsely sampled, slowly fading emission from distant galaxies8,9,10,11,12,13,14, but the onset of the stellar disruption event has not hitherto been observed. Here we report observations of a bright X-ray flare from the extragalactic transient Swift J164449.3+573451. This source increased in brightness in the X-ray band by a factor of at least 10,000 since 1990 and by a factor of at least 100 since early 2010. We conclude that we have captured the onset of relativistic jet activity from a supermassive black hole. A companion paper15 comes to similar conclusions on the basis of radio observations. This event is probably due to the tidal disruption of a star falling into a supermassive black hole, but the detailed behaviour differs from current theoretical models of such events.

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.

GROWTH observations of GW170817 The gravitational wave event GW170817 was caused by the merger of two neutron stars (see the Introduction by Smith). In three papers, teams associated with the GROWTH (Global Relay of Observatories Watching Transients Happen) project present their observations of the event at wavelengths from x-rays to radio waves. Evans et al. used space telescopes to detect GW170817 in the ultraviolet and place limits on its x-ray flux, showing that the merger generated a hot explosion known as a blue kilonova. Hallinan et al. describe radio emissions generated as the explosion slammed into the surrounding gas within the host galaxy. Kasliwal et al. present additional observations in the optical and infrared and formulate a model for the event involving a cocoon of material expanding at close to the speed of light, matching the data at all observed wavelengths. Science , this issue p. 1565 , p. 1579 , p. 1559 ; see also p. 1554

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).