CM
C. Markwardt
Author with expertise in High-Energy Astrophysics and Particle Acceleration Studies
Achievements
Cited Author
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
11
(91% Open Access)
Cited by:
8,014
h-index:
72
/
i10-index:
182
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

TheSwiftGamma‐Ray Burst Mission

N. Gehrels et al.Aug 20, 2004
The Swift mission, scheduled for launch in 2004, is a multiwavelength observatory for gamma-ray burst (GRB) astronomy. It is a first-of-its-kind autonomous rapid-slewing satellite for transient astronomy and pioneers the way for future rapid-reaction and multiwavelength missions. It will be far more powerful than any previous GRB mission, observing more than 100 bursts yr-1 and performing detailed X-ray and UV/optical afterglow observations spanning timescales from 1 minute to several days after the burst. The objectives are to (1) determine the origin of GRBs, (2) classify GRBs and search for new types, (3) study the interaction of the ultrarelativistic outflows of GRBs with their surrounding medium, and (4) use GRBs to study the early universe out to z > 10. The mission is being developed by a NASA-led international collaboration. It will carry three instruments: a new-generation wide-field gamma-ray (15-150 keV) detector that will detect bursts, calculate 1'-4' positions, and trigger autonomous spacecraft slews; a narrow-field X-ray telescope that will give 5'' positions and perform spectroscopy in the 0.2-10 keV band; and a narrow-field UV/optical telescope that will operate in the 170-600 nm band and provide 03 positions and optical finding charts. Redshift determinations will be made for most bursts. In addition to the primary GRB science, the mission will perform a hard X-ray survey to a sensitivity of ~1 mcrab (~2 × 10-11 ergs cm-2 s-1 in the 15-150 keV band), more than an order of magnitude better than HEAO 1 A-4. A flexible data and operations system will allow rapid follow-up observations of all types of high-energy transients, with rapid data downlink and uplink available through the NASA TDRSS system. Swift transient data will be rapidly distributed to the astronomical community, and all interested observers are encouraged to participate in follow-up measurements. A Guest Investigator program for the mission will provide funding for community involvement. Innovations from the Swift program applicable to the future include (1) a large-area gamma-ray detector using the new CdZnTe detectors, (2) an autonomous rapid-slewing spacecraft, (3) a multiwavelength payload combining optical, X-ray, and gamma-ray instruments, (4) an observing program coordinated with other ground-based and space-based observatories, and (5) immediate multiwavelength data flow to the community. The mission is currently funded for 2 yr of operations, and the spacecraft will have a lifetime to orbital decay of ~8 yr.
0

THENUCLEAR SPECTROSCOPIC TELESCOPE ARRAY(NuSTAR) HIGH-ENERGY X-RAY MISSION

Fiona Harrison et al.May 30, 2013
The Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) mission, launched on 2012 June 13, is the first focusing high-energy X-ray telescope in orbit. NuSTAR operates in the band from 3 to 79 keV, extending the sensitivity of focusing far beyond the ∼10 keV high-energy cutoff achieved by all previous X-ray satellites. The inherently low background associated with concentrating the X-ray light enables NuSTAR to probe the hard X-ray sky with a more than 100-fold improvement in sensitivity over the collimated or coded mask instruments that have operated in this bandpass. Using its unprecedented combination of sensitivity and spatial and spectral resolution, NuSTAR will pursue five primary scientific objectives: (1) probe obscured active galactic nucleus (AGN) activity out to the peak epoch of galaxy assembly in the universe (at z ≲ 2) by surveying selected regions of the sky; (2) study the population of hard X-ray-emitting compact objects in the Galaxy by mapping the central regions of the Milky Way; (3) study the non-thermal radiation in young supernova remnants, both the hard X-ray continuum and the emission from the radioactive element 44Ti; (4) observe blazars contemporaneously with ground-based radio, optical, and TeV telescopes, as well as with Fermi and Swift, to constrain the structure of AGN jets; and (5) observe line and continuum emission from core-collapse supernovae in the Local Group, and from nearby Type Ia events, to constrain explosion models. During its baseline two-year mission, NuSTAR will also undertake a broad program of targeted observations. The observatory consists of two co-aligned grazing-incidence X-ray telescopes pointed at celestial targets by a three-axis stabilized spacecraft. Deployed into a 600 km, near-circular, 6° inclination orbit, the observatory has now completed commissioning, and is performing consistent with pre-launch expectations. NuSTAR is now executing its primary science mission, and with an expected orbit lifetime of 10 yr, we anticipate proposing a guest investigator program, to begin in late 2014.
0

A new γ-ray burst classification scheme from GRB 060614

N. Gehrels et al.Dec 1, 2006
The tidy classification system that divided γ-ray bursts (GRBs) into long-duration busts (lasting more than two seconds) and short may have had its day. The final nail in its coffin may be GRB 060614. Discovered on 14 June 2006 by the Burst Alert Telescope on-board the Swift satellite, this burst was long, at 102 seconds, but as reported in a clutch of papers in this issue, it has a number of properties, including the absence of an accompanying supernova, that were previously considered diagnostic of a 'short' GRB. The hunt is now on for a classification system to take account of the diversity now apparent in GRBs. In the accompanying News & Views, Bing Zhang suggests that the answer may be to adopt a Type I/Type II classification similar to that used for supernovae. The bright, nearby γ-ray burst (GRB) 060614 does not fit in either of the two duration classes. Its ∼102-s duration groups it with long-duration GRBs, whereas its temporal lag and peak luminosity fall entirely within the short GRB subclass. This opens the door on a new GRB classification scheme that straddles both long and short bursts. Gamma-ray bursts (GRBs) are known to come in two duration classes1, separated at ∼2 s. Long-duration bursts originate from star-forming regions in galaxies2, have accompanying supernovae when these are near enough to observe and are probably caused by massive-star collapsars3. Recent observations4,5,6,7,8,9,10 show that short-duration bursts originate in regions within their host galaxies that have lower star-formation rates, consistent with binary neutron star or neutron star–black hole mergers11,12. Moreover, although their hosts are predominantly nearby galaxies, no supernovae have been so far associated with short-duration GRBs. Here we report that the bright, nearby GRB 060614 does not fit into either class. Its ∼102-s duration groups it with long-duration GRBs, while its temporal lag and peak luminosity fall entirely within the short-duration GRB subclass. Moreover, very deep optical observations exclude an accompanying supernova13,14,15, similar to short-duration GRBs. This combination of a long-duration event without an accompanying supernova poses a challenge to both the collapsar and the merging-neutron-star interpretations and opens the door to a new GRB classification scheme that straddles both long- and short-duration bursts.
0

The Neutron star Interior Composition Explorer (NICER): design and development

Keith Gendreau et al.Jul 22, 2016
During 2014 and 2015, NASA's Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) mission proceeded success- fully through Phase C, Design and Development. An X-ray (0.2-12 keV) astrophysics payload destined for the International Space Station, NICER is manifested for launch in early 2017 on the Commercial Resupply Services SpaceX-11 flight. Its scientific objectives are to investigate the internal structure, dynamics, and energetics of neutron stars, the densest objects in the universe. During Phase C, flight components including optics, detectors, the optical bench, pointing actuators, electronics, and others were subjected to environmental testing and integrated to form the flight payload. A custom-built facility was used to co-align and integrate the X-ray "con- centrator" optics and silicon-drift detectors. Ground calibration provided robust performance measures of the optical (at NASA's Goddard Space Flight Center) and detector (at the Massachusetts Institute of Technology) subsystems, while comprehensive functional tests prior to payload-level environmental testing met all instrument performance requirements. We describe here the implementation of NICER's major subsystems, summarize their performance and calibration, and outline the component-level testing that was successfully applied.
0
Paper
Citation362
0
Save
0

THE SWIFT /BAT HARD X-RAY TRANSIENT MONITOR

H. Krimm et al.Oct 25, 2013
The Swift/Burst Alert Telescope (BAT) hard X-ray transient monitor provides near real-time coverage of the X-ray sky in the energy range 15-50 keV. The BAT observes 88% of the sky each day with a detection sensitivity of 5.3 mCrab for a full-day observation and a time resolution as fine as 64 seconds. The three main purposes of the monitor are (1) the discovery of new transient X-ray sources, (2) the detection of outbursts or other changes in the flux of known X-ray sources, and (3) the generation of light curves of more than 900 sources spanning over eight years. The primary interface for the BAT transient monitor is a public web page. Between 2005 February 12 and 2013 April 30, 245 sources have been detected in the monitor, 146 of them persistent and 99 detected only in outburst. Among these sources, 17 were previously unknown and were discovered in the transient monitor. In this paper, we discuss the methodology and the data processing and filtering for the BAT transient monitor and review its sensitivity and exposure. We provide a summary of the source detections and classify them according to the variability of their light curves. Finally, we review all new BAT monitor discoveries; for the new sources that are previously unpublished, we present basic data analysis and interpretations.
0

CALIBRATION OF THE NuSTAR HIGH-ENERGY FOCUSING X-RAY TELESCOPE

Kristin Madsen et al.Sep 1, 2015
We present the calibration of the Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) X-ray satellite. We used the Crab as the primary effective area calibrator and constructed a piece-wise linear spline function to modify the vignetting response. The achieved residuals for all off-axis angles and energies, compared to the assumed spectrum, are typically better than ±2% up to 40 keV and 5%–10% above due to limited counting statistics. An empirical adjustment to the theoretical two-dimensional point-spread function (PSF) was found using several strong point sources, and no increase of the PSF half-power diameter has been observed since the beginning of the mission. We report on the detector gain calibration, good to 60 eV for all grades, and discuss the timing capabilities of the observatory, which has an absolute timing of ±3 ms. Finally, we present cross-calibration results from two campaigns between all the major concurrent X-ray observatories (Chandra, Swift, Suzaku, and XMM-Newton), conducted in 2012 and 2013 on the sources 3C 273 and PKS 2155-304, and show that the differences in measured flux is within ∼10% for all instruments with respect to NuSTAR.
0

NuSTAR DISCOVERY OF A 3.76 s TRANSIENT MAGNETAR NEAR SAGITTARIUS A*

Kaya Mori et al.May 30, 2013
We report the discovery of 3.76 s pulsations from a new burst source near Sgr A* observed by the NuSTAR observatory. The strong signal from SGR J1745−29 presents a complex pulse profile modulated with pulsed fraction 27% ± 3% in the 3–10 keV band. Two observations spaced nine days apart yield a spin-down rate of =(6.5 ± 1.4) × 10−12. This implies a magnetic field B = 1.6 × 1014 G, spin-down power =5 × 1033 erg s−1, and characteristic age P/2 =9 × 103 yr for the rotating dipole model. However, the current may be erratic, especially during outburst. The flux and modulation remained steady during the observations and the 3–79 keV spectrum is well fitted by a combined blackbody plus power-law model with temperature kTBB = 0.96 ± 0.02 keV and photon index Γ = 1.5 ± 0.4. The neutral hydrogen column density (NH ∼ 1.4 × 1023 cm−2) measured by NuSTAR and Swift suggests that SGR J1745−29 is located at or near the Galactic center. The lack of an X-ray counterpart in the published Chandra survey catalog sets a quiescent 2–8 keV luminosity limit of Lx ≲ 1032 erg s−1. The bursting, timing, and spectral properties indicate a transient magnetar undergoing an outburst with 2–79 keV luminosity up to 3.5 × 1035 erg s−1 for a distance of 8 kpc. SGR J1745−29 joins a growing subclass of transient magnetars, indicating that many magnetars in quiescence remain undetected in the X-ray band or have been detected as high-B radio pulsars. The peculiar location of SGR J1745−29 has important implications for the formation and dynamics of neutron stars in the Galactic center region.
0
Citation204
0
Save