Neil Gehrels

Gehrels fue un astrofísico con amplios intereses. Trabajó principalmente en el campo de la astrofísica de altas energías, estudiando objetos explosivos del universo como supernovas, estallidos de rayos gamma, transitorios de ondas gravitacionales y eventos de disrupción de marea (estrellas que se desintegran al acercarse demasiado a un agujero negro supermasivo). También fue físico de laboratorio, desarrollando instrumentación para la observación espacial.

Gehrels realizó sus estudios de posgrado en Caltech, bajo la tutela de los asesores Rochus Vogt (1976-1979) y Edward C. Stone (1979-1981). Durante los primeros años, se dedicó a realizar calibraciones de laboratorio y de aceleradores del instrumento de rayos cósmicos de la Voyager . En los años posteriores, analizó los datos del instrumento durante los sobrevuelos de Júpiter (1979, tanto para la Voyager 1 como para la Voyager 2). Se esperaba que la abundancia elemental de partículas de MeV en la magnetosfera joviana estuviera dominada por hidrógeno y helio, por lo que fue una sorpresa encontrar que predominaban el oxígeno y el azufre. Se descubrió que este hallazgo estaba relacionado con el descubrimiento, por parte de la Voyager, de volcanes en la luna Io que expulsaban oxígeno y azufre a la magnetosfera. El artículo de Gehrels y Stone que describía la medición predijo, posteriormente confirmada, que las emisiones aurorales en Júpiter son causadas por la precipitación de iones de oxígeno y azufre.

Como investigador postdoctoral y posteriormente científico permanente en Goddard, Gehrels trabajó en la carga útil del globo GRIS para la espectroscopia de alta resolución (detector de germanio) de fuentes de rayos gamma. Inicialmente participó en la propuesta a la NASA para el instrumento, especializándose en el diseño y las técnicas para la reducción del ruido de fondo. La carga útil estaba casi terminada cuando se descubrió la Supernova 1987A . La construcción se finalizó rápidamente y el instrumento voló para observar la emisión de la línea de rayos gamma de la desintegración del Co -56. La detección por parte de GRIS de una línea ensanchada y con corrimiento al rojo de 847 keV fue una de las primeras pruebas contundentes de mezcla y asimetrías en la materia eyectada, ahora reconocidas como características distintivas de las explosiones de supernovas.

Gehrels fue el científico del proyecto del Observatorio de Rayos Gamma Compton desde su lanzamiento en 1991 hasta su desorbitación en 2000. Sucedió a Don Kniffen, quien fue científico del proyecto durante el desarrollo. La misión fue uno de los Grandes Observatorios y proporcionó las primeras observaciones completas del cielo de rayos gamma de 30 keV a 30 GeV. Los descubrimientos incluyen una distribución isotrópica de estallidos de rayos gamma (GRB) en el cielo, que apoya un origen extragaláctico, dos clases de GRB con duraciones cortas y largas, blázares con emisión brillante de rayos gamma y espectros más duros que los AGN Seyfert (por ejemplo, Dermer y Gehrels 1995), mapeo detallado de rayos gamma de la desintegración de Al-26 en el plano galáctico que mapea regiones de nucleosíntesis durante el último millón de años, y mapeo detallado de la línea de 511 keV de la aniquilación de positrones en la galaxia con concentración en el centro galáctico. Gehrels, et al. (Nature, 2000) descubrió una nueva población de fuentes de rayos gamma de alta energía en latitudes medias.

Gehrels fue el investigador principal de la misión Swift y científico adjunto del proyecto en el observatorio Fermi . Swift es un satélite con tres instrumentos lanzado en 2004 y diseñado para estudiar los estallidos de rayos gamma (GRB) y sus remanentes. Desde aproximadamente 2009, se ha convertido en una herramienta para la comunidad científica que permite observar fuentes transitorias y variables de todo tipo, incluyendo novas, supernovas, núcleos galácticos activos (AGN), magnetares , agujeros negros galácticos y estrellas de neutrones, eventos de disrupción de marea y cometas. Se reciben varias solicitudes al día. Gehrels lideró la propuesta de Swift, supervisó su desarrollo y fue el científico jefe de las operaciones. Científicamente, lideró varios artículos, incluyendo el que reveló el origen y el remanente de los GRB (Gehrels et al., Nature, 2005), y desempeñó un papel importante en muchos otros. La misión ha caracterizado por primera vez el resplandor posterior y el origen de los GRB cortos, ha determinado la forma de las curvas de luz del resplandor posterior en rayos X y óptico con gran precisión y con una gran cantidad de datos estadísticos (>1000 GRB), ha proporcionado un conjunto de datos completo de observación ultravioleta de supernovas y ha descubierto estallidos de rayos X provenientes de rupturas de choque de supernovas y eventos de disrupción de marea con haz relativista.

Para Fermi, Gehrels colaboró ​​con científicos destacados de Goddard, Stanford, el Laboratorio de Investigación Naval de los Estados Unidos y otras instituciones para proponer la misión y llevarla a buen término. Fue presidente del Comité Asesor de Científicos Sénior de la colaboración del instrumento LAT. Fermi escanea todo el cielo cada 3 horas en la banda de rayos gamma de alta energía. Ha revolucionado nuestra comprensión del cielo de rayos gamma de alta energía con observaciones de púlsares, núcleos galácticos activos (AGN), estallidos de rayos gamma (GRB), novas y emisiones difusas.

Gehrels se unió a la propuesta de misión de energía oscura SNAP liderada por Saul Perlmutter y Michael Levi en 2008. Esta evolucionó al programa de Misión Conjunta de Energía Oscura (JDEM) del DOE -NASA , para el cual Gehrels se convirtió en el científico del proyecto y presidió el Grupo de Coordinación Científica en 2009. Lideró la propuesta de JDEM para la Encuesta Decenal de 2010. Esta misión se combinó con otras dos propuestas para convertirse en la misión de gran envergadura mejor clasificada, WFIRST (ahora conocida como el Telescopio Espacial Nancy Grace Roman ). Es un observatorio de sondeo infrarrojo de campo amplio. En 2012, la NASA decidió utilizar un telescopio de clase Hubble de 2,4 m (7 pies 10 pulgadas) donado para WFIRST y agregar un instrumento coronógrafo al instrumento principal de sondeo infrarrojo de campo amplio. La misión está en desarrollo para su lanzamiento a mediados de la década de 2020. Realizará observaciones con la profundidad y resolución de imagen del Hubble, con un campo de visión 100 veces mayor, y llevará a cabo imágenes directas y mediciones espectroscópicas de exoplanetas. Las áreas científicas de estudio son la energía oscura /cosmología, los exoplanetas y la astrofísica general. La misión inició su desarrollo de la Fase A en 2016. Gehrels fue el científico del proyecto y presidió el Grupo de Trabajo de Ciencia de la Formulación junto con Jeremy Kasdin y David Spergel .   

Trabajando en la confluencia del análisis de datos y la teoría, Gehrels escribió varios artículos de interés general:

• Artículo de 1986, muy citado, sobre límites de confianza estadística para números pequeños de eventos, particularmente en datos astrofísicos.
• Artículo de 1993 con Jack Tueller sobre la emisión de rayos gamma de la cresta galáctica.
• Artículo de 1993, escrito junto con su esposa Ellen Williams, sobre las temperaturas de mayor estabilidad en plasmas delgados y calientes.
• Artículo de 1993 en Nature, junto con Wan Chen, sobre la supernova de Geminga como causa de la Burbuja Local.
• 1997 en Il Nuovo Cimento sobre el uso de distribuciones de energía espectral nu_Fnu
• Artículo de 2003 con varios coautores sobre el agotamiento de la capa de ozono de la Tierra debido a supernovas cercanas.
• Artículo de 2015 con John Cannizzo y otros coautores sobre la estrategia de observación de galaxias para observaciones de seguimiento de detecciones de ondas gravitacionales con grandes regiones de error en el cielo.