Neil Gehrels: Der NASA-Astrophysiker, nach dem das Swift-Observatorium benannt ist

Neil Gehrels

Photo: NASA GSFC / Public domain, via Wikimedia Commons

Geboren	3. Oktober 1952 Lake Geneva, Wisconsin, United States
Gestorben	6. Februar 2017 (64)
Beruf	Astrophysiker
Auszeichnungen	Henry Draper Medal, National Academy of Sciences · Bruno Rossi Prize, American Astronomical Society · NASA Exceptional Scientific Achievement Medal · Dan David Prize (geteilt)

Fast zwei Jahrzehnte lang konnte ein NASA-Satellit eine Explosion am äußersten Rand des Universums aufspüren, sich binnen etwa einer Minute auf sie ausrichten und die Koordinaten an Teleskope auf der Erde weitergeben, bevor das Leuchten verblasst war. In seinen letzten Jahren trug er den Namen Neil Gehrels – des Goddard-Astrophysikers, der das Projekt vom ersten Vorschlag bis in den Orbit geführt hatte. Jetzt hat der Satellit seine Beobachtungen eingestellt. Das Raumschiff sinkt durch die obere Atmosphäre, eine Rettung ist nicht mehr möglich. Währenddessen nimmt ein zweites Teleskop, dessen frühe Planung Gehrels gelenkt hatte, Kurs auf einen Beobachtungsplatz weit jenseits des Mondes. Beide Momente erlebte er nicht mehr.

Gehrels wurde in Lake Geneva im US-Bundesstaat Wisconsin geboren und wuchs in der Nähe von Teleskopen auf: Sein Vater, der Astronom Tom Gehrels, arbeitete mit ihnen. Die Familie lebte eine Zeit lang am McDonald Observatory in Texas, bevor sie nach Tucson zog, als Neil vierzehn war. An der University of Arizona wollte er Komponist klassischer Musik werden und schloss sein Studium mit Abschlüssen sowohl in Musik als auch in Physik ab. Am Ende setzte sich die Physik durch. So ungewöhnlich diese Kombination zunächst wirkt, ist sie weniger abwegig, als es scheint: Bei der Mission, die ihn bekannt machte, ging es um präzises Timing und darum, dass die Instrumente genau im richtigen Moment zum Einsatz kamen.

Am Caltech, wo er 1982 unter Rochus Vogt und Edward C. Stone in Physik promovierte, bestand eine seiner ersten Aufgaben darin, ein Instrument zur Messung kosmischer Strahlung zu kalibrieren, das für Voyager bestimmt war. Als beide Voyager-Sonden 1979 an Jupiter vorbeiflogen, lieferte das Instrument eine Überraschung. Die energiereichen Teilchen in der Magnetosphäre des Planeten sollten überwiegend aus Wasserstoff und Helium bestehen. Gehrels stellte stattdessen fest, dass Sauerstoff und Schwefel dominierten – als Quelle erwiesen sich schließlich die Vulkane auf Io. Das wurde zum Thema seiner Dissertation. Am Caltech lernte er auch Ellen Williams kennen, eine Kommilitonin aus dem Physikstudium; die beiden heirateten 1980.

1981 kam er als Postdoktorand zum NASA Goddard Space Flight Center in Maryland und blieb dort bis zu seinem Lebensende. Eines seiner frühen Projekte war GRIS, ein ballongetragenes Gammaspektrometer, das kurz vor der Fertigstellung stand, als Supernova 1987A am Südhimmel erschien. In aller Eile in die Luft gebracht, registrierte es die Gammastrahlenlinie des zerfallenden Cobalt-56. Ihre Verbreiterung und Verschiebung lieferte frühe, überzeugende Hinweise darauf, dass die Trümmer eines explodierenden Sterns durchmischt und asymmetrisch verteilt sind. Ein Jahr zuvor hatte er einen kurzen Fachartikel darüber veröffentlicht, wie sich Konfidenzgrenzen festlegen lassen, wenn nur eine Handvoll Ereignisse gezählt wurde. Astronomen, die mit kleinen Fallzahlen arbeiten, zitieren ihn bis heute. Von 1991, dem Start des Compton Gamma Ray Observatory, bis zu dessen kontrolliertem Wiedereintritt 2000 war Gehrels dessen Projektwissenschaftler. Ab 1995 leitete er außerdem Goddards Astroparticle Physics Laboratory.

Swift war die Idee, die ihn bekannt machte. Gammastrahlenausbrüche dauern nur Sekunden oder noch kürzer, und jahrelang gelang es niemandem, sie schnell genug zu lokalisieren, um ihre Nachwirkungen zu beobachten. Gehrels leitete den Vorschlag für einen Satelliten, der einen Ausbruch aufspüren, seine eigenen Röntgen- und Ultraviolett-optischen Teleskope ohne auf Anweisungen von der Erde zu warten auf die betreffende Stelle ausrichten und die Position an Observatorien weltweit übermitteln sollte. Von 1999 bis zu seinem Tod war er der wissenschaftliche Leiter der Mission – beim Start am 20. November 2004 ebenso wie während des anschließenden Betriebs. 2005 leitete er die in Nature veröffentlichte Arbeit, die einen kurzen Ausbruch mit einer alten elliptischen Galaxie in Verbindung brachte. Das war ein Hinweis darauf, dass kurze Ausbrüche durch die Verschmelzung kompakter Objekte wie Neutronensterne entstehen und nicht durch den Kollaps massereicher Sterne. Swift war für eine Betriebsdauer von zwei Jahren ausgelegt. Der Satellit beobachtete mehr als 2.000 Ausbrüche und war lange vor dem Ende seiner Mission zu einem allgemeinen Frühwarnsystem für alles geworden, was am Himmel plötzlich heller wurde.

Gehrels weitete das Beobachtungsnetz immer weiter aus. Er war stellvertretender Projektwissenschaftler des Fermi Gamma-ray Space Telescope und Mitglied der LIGO Scientific Collaboration. 2016 verfasste er gemeinsam mit anderen eine Strategie, um das Leuchten von Gravitationswellenereignissen aufzuspüren, indem man die wahrscheinlichen Heimatgalaxien ins Visier nimmt. Ein Ereignis dieser Art, wie es die Arbeit vorwegnahm, trat im August 2017 ein: Zwei Neutronensterne verschmolzen, und Swift fing das ultraviolette Leuchten der Nachwirkungen auf. Gehrels war sechs Monate zuvor, am 6. Februar 2017, im Alter von 64 Jahren an Bauchspeicheldrüsenkrebs gestorben.

Die einfache Version seiner Geschichte – ein Mann und ein Observatorium, das seinen Namen trägt – wird weder seiner Arbeitsweise noch der Anfälligkeit seiner Projekte gerecht. Den Bruno Rossi Prize 2007 und die Henry Draper Medal 2009 erhielt er gemeinsam mit dem Swift-Team. Die Mission wurde von der Penn State aus betrieben, zusammen mit Partnern im Vereinigten Königreich und in Italien. Die Umbenennung des Satelliten im Jahr 2018 würdigte den Mann, der diese Koalition zusammengehalten hatte; zugleich geriet dadurch aus dem Blick, wie viele Menschen daran beteiligt waren. Sicher waren auch die Raumfahrzeuge selbst nie. Das Großfeldteleskop, dessen Entwicklung Gehrels als Projektwissenschaftler geprägt hatte und das damals noch WFIRST hieß, sollte 2018 und erneut 2025 auf Betreiben des Weißen Hauses gestrichen werden. Es überlebte, weil der Kongress und ein überarbeiteter Haushalt die Finanzierung wiederherstellten. Swifts eigenes Ende rückte näher, nachdem die NASA seine Rettung einem kommerziellen Schlepper anvertraut hatte: LINK von Katalyst sollte den alternden Satelliten greifen und in eine höhere Umlaufbahn schieben. Der Schlepper startete im Juli 2026; im August wurde der Versuch, die Umlaufbahn anzuheben, wegen Problemen mit der Lageregelung abgebrochen. Einen Satelliten zu retten, der nie für Wartungsarbeiten ausgelegt war, bedeutete ein neues Risiko – und Gehrels’ Observatorium stand dabei auf dem Spiel.

Die beiden Entwicklungen lagen nur wenige Wochen auseinander. Das Nancy Grace Roman Space Telescope, der umbenannte Nachfolger von WFIRST, startete am 30. August 2026 mit einer Falcon Heavy vom Kennedy Space Center. Ziel war der Lagrange-Punkt L2 des Sonne-Erde-Systems; die ersten wissenschaftlichen Aufnahmen werden Anfang 2027 erwartet. Sein Spiegel ist so groß wie der von Hubble, doch seine Kamera erfasst einen Himmelsausschnitt, der etwa hundertmal größer ist – die Grundlage für die Durchmusterungen dunkler Energie und von Exoplaneten, an deren Konzeption Gehrels mitgewirkt hatte. Swift machte seine letzte Beobachtung am 20. Oktober 2026, nachdem seine Umlaufbahn auf weniger als etwa 275 Kilometer abgesunken war. Die NASA rechnet damit, dass der Satellit innerhalb weniger Wochen wieder in die Atmosphäre eintritt. Sein Archiv mit mehr als 1,5 Millionen Ultraviolett- und optischen Aufnahmen bleibt zugänglich.

Abseits des Labors zog es Gehrels in die Höhe. 2006 und erneut 2015 bezwang er die Nose am El Capitan im Yosemite-Nationalpark jeweils in sechstägigen Solobegehungen. Ellen Williams übernahm später die Leitung von ARPA-E im US-Energieministerium; das Paar hatte zwei Kinder. 2010 wurde Gehrels in die National Academy of Sciences gewählt, und der Asteroid 16000 Neilgehrels trägt seinen Namen. Außerdem gehörte er 2017 neben Shrinivas Kulkarni und Andrzej Udalski zu den drei Preisträgern des Dan David Prize.

Von heute aus betrachtet zeigt seine Arbeit, dass das nachhaltigste Ergebnis einer Mission die Arbeitsweise ist, die sie anderen vermittelt. Swift brachte einer Generation von Astronomen bei, auf einen Alarm zu warten und sich binnen Minuten auszurichten. Roman wird ihnen Karten liefern, für deren Auswertung ein einziges Team zu klein wäre. Der Satellit, der Gehrels’ Namen trägt, wird verglühen. Der Reflex, den er geprägt hat, braucht ihn nicht mehr im Orbit.

Schlagwörter: Gammablitze, Nancy Grace Roman Space Telescope, Neil Gehrels, Astrophysiker, Compton Gamma Ray Observatory, Edward C. Stone